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基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析.pdf

第31卷,第5期 中 国 铁 道 科 学 V01.31No.5 2 010年9月 CHINARAII。WAYSCIENCE 文章编号:1001—4632(2010)05—0066—07 基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析 丁军君,李 芾,黄运华 (西南交通大学机车车辆工程系,四川成都610031) 摘要:以C8。型货车为例建立车辆动力学模型,利用FASTSIM算法计算出接触斑内蠕滑力的大小和分 布,依据Pearce,Zobory,Jendel和Braghin4种磨耗模型计算轴重、速度、曲线半径和车轮硬度对车轮踏面磨 耗的影响程度。结果表明:轴重从21t提高到25 km·h_1提高到 120 000 倍、Braghin模型的12.48~16.96倍;曲线半径从5m减小到300m时,由Pearce模型计算出的磨耗率是 要发生在踏面接触区,焊接构架式转向架的最大磨耗深度是三大件式的6.4倍、径向式的14倍;曲线上车轮磨 126~47.7 耗主要发生在轮缘接触区,焊接构架式转向架最大磨耗深度是三大件式的4.4~1.25倍、径向式的l 倍。与试验结果比较表明,Jendel模型能够真实反映车轮踏面磨耗的机理。 关键词:车轮磨耗;蠕滑;磨耗模型; 轴重;速度、曲线半径;车轮硬度;货车 中图分类号:U260.ii;U260.331文献标识码:A 由于使用踏面磨耗预测技术可以在车辆和线路 1 0.25Ty/D N 设计中通过优化达到减小车轮踏面磨耗的目的,国 研100 内外学者在现代蠕滑理论的基础上发展了各种踏面 Ⅱ25/D (1) 100 N 磨耗预测方法并建立了相关的计算模型,其中比较 N≤Ty200 m 典型的有Pearce模型[1]、Zobory模型[2]、Jendel(1.19Ty一154)/D N 模型[3]和Braghin模型[引。这些模型都是以试验和 研≥200 经验为基础并在实际中得到较好运用[51],国内目式中:m为车轮单位滚动距离内车轮圆周方向的材 前预测车轮踏面磨耗的模型大多数都是基于上述模 料损失面积,mm2·km~;T为接触斑内总的蠕 型[8]。为了使这些模型能更好地适应国内的运行环 滑力,N;y为蠕滑率;D为车轮直径,mm;I, 境,本文通过对上述模型进行比较分析,为建立适 Ⅱ,Ⅲ为磨耗区序号。 合我国车轮踏面磨耗的预测模型提供参考。 1.2 Zobory模型 1磨耗预测模型 理论的车轮磨耗模型[2],该模型将接触斑分为滑动 区A。和黏着区A。,并认为磨耗仅仅发生在滑动区 1.1 Pearce模型 内,如图1所示。该模型将接

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