固定轍叉輪軌關(guān)系優(yōu)化及動(dòng)力學(xué)仿真分析研究.pdf

1、固定轍叉的結(jié)構(gòu)不平順是影響列車過岔速度和限制其使用范圍的最根本因素，合理優(yōu)化固定轍叉結(jié)構(gòu)來改善其輪軌接觸關(guān)系，有利于提高列車過岔時(shí)的平穩(wěn)性和安全性，以及固定轍叉的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。本文基于道岔區(qū)輪軌接觸幾何關(guān)系理論以及輪軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，對(duì)固定轍叉結(jié)構(gòu)優(yōu)化及動(dòng)力學(xué)評(píng)估等進(jìn)行了一系列研究，主要內(nèi)容分為以下幾個(gè)方面:
　　1.固定轍叉輪軌接觸幾何關(guān)系計(jì)算方法的建立及程序驗(yàn)證
　　基于區(qū)間線路輪軌接觸幾何關(guān)系理論，提出了固定轍叉區(qū)輪軌靜

2、態(tài)接觸關(guān)系的算法，并完成了該算法的軟件實(shí)現(xiàn)。該算法借助于自動(dòng)提取CAD中坐標(biāo)點(diǎn)的應(yīng)用項(xiàng)，把固定轍叉轉(zhuǎn)化為CAD空間曲線，再由空間曲線分析其輪軌接觸關(guān)系，保證了該程序的可靠性;通過轍叉區(qū)輪軌接觸點(diǎn)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，進(jìn)一步驗(yàn)證了該程序的實(shí)用性和可行性。
　　2.車輛—固定轍叉式道岔動(dòng)力耦合模型的建立及求解
　　基于輪軌系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，通過對(duì)固定轍叉式道岔結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的模型化處理，建立了“車輛—固定轍叉道岔”空間耦合系統(tǒng)振動(dòng)模型，推導(dǎo)了相

3、應(yīng)的振動(dòng)方程，編制了相應(yīng)的仿真分析計(jì)算程序，可重點(diǎn)分析固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)及結(jié)構(gòu)不平順對(duì)輪軌動(dòng)力特性的影響，為深入研究固定轍叉輪軌關(guān)系優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
　　3.固定轍叉靜態(tài)輪軌接觸幾何關(guān)系的分析
　　運(yùn)用自編固定轍叉靜態(tài)輪軌接觸幾何關(guān)系計(jì)算程序，模擬計(jì)算了60kg/m鋼軌12號(hào)提速道岔固定轍叉區(qū)輪軌接觸幾何參數(shù)的變化規(guī)律，包括:輪對(duì)無橫移量和搖頭時(shí)，沿轍叉縱向的輪軌接觸情況;輪對(duì)在不同橫移量情況下，各關(guān)鍵斷面處的輪軌接觸

4、特點(diǎn);以及輪對(duì)在不同橫移量下，沿轍叉縱向的輪軌接觸參數(shù)變化情況。通過分析比較上述情況下輪軌接觸參數(shù)的變化特點(diǎn)，可以初步了解固定轍叉區(qū)輪軌接觸特性，為轍叉區(qū)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案比選以及計(jì)算輪軌動(dòng)態(tài)接觸關(guān)系提供了指導(dǎo)依據(jù)。
　　4.固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)比選及優(yōu)化方案設(shè)計(jì)
　　通過改變固定轍叉各關(guān)鍵設(shè)計(jì)參數(shù)設(shè)定結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，分析比較不同方案下的結(jié)構(gòu)不平順及各項(xiàng)輪軌接觸參數(shù)，確定各設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)輪軌接觸幾何關(guān)系的影響規(guī)律，進(jìn)而初步確定固定轍叉中

5、需要主要考慮的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)以及合理取值，最終達(dá)到提高設(shè)計(jì)效率，增加方案可信度，為科學(xué)合理地進(jìn)行轍叉區(qū)輪軌關(guān)系設(shè)計(jì)及優(yōu)化提供指導(dǎo)。
　　5.固定轍叉結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)動(dòng)力學(xué)評(píng)估
　　基于車輛—道岔空間耦合動(dòng)力學(xué)理論，分析固定轍叉各結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)固定轍叉區(qū)輪軌動(dòng)力特性的影響規(guī)律;綜合各設(shè)計(jì)參數(shù)提出能夠有效提高列車通過固定轍叉時(shí)運(yùn)行安全性和平穩(wěn)性的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方案;最后分析了貨物列車、旅客列車直逆向過岔時(shí)，列車軸重及速度對(duì)固定轍叉區(qū)輪軌