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 Vol?31No?5? 2010年9月?????????CHINARAILWAYSCIENCE September,2010?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C 80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25t时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的 5?05~4?22倍、Jendel模型的3?77~1?86倍、Braghin模型的15?29~12?35倍;运行速度从60km?h -1提高到 120km?h -1时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的5?13~4?5倍、Jendel模型的3?46~1?4 倍、Braghin模型的12?48~16?96倍;曲线半径从5000m减小到300m时,由Pearce模型计算出的磨耗率是 Zobory模型的6?06~4?2倍、Jendel模型的1?82~0?91倍、Braghin模型的23?97~13?0倍;直线上车轮磨耗主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1126~47?7 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?11;U260?331??文献标识码:A ?收稿日期:2009?10?13;修订日期:2010?04?11 ?基金项目:国家自然科学基金资助项目(50821063);国家科技支撑计划项目(2007BAG05B06);中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTU09ZT07) ?作者简介:丁军君(1985 ),男,贵州贵阳人,博士研究生。??由于使用踏面磨耗预测技术可以在车辆和线路设计中通过优化达到减小车轮踏面磨耗的目的,国内外学者在现代蠕滑理论的基础上发展了各种踏面磨耗预测方法并建立了相关的计算模型,其中比较典型的有Pearce模型[1]、Zobory模型[2]、Jendel 模型[3]和Braghin模型[4]。这些模型都是以试验和经验为基础并在实际中得到较好运用[5?7],国内目前预测车轮踏面磨耗的模型大多数都是基于上述模型[8]。为了使这些模型能更好地适应国内的运行环境,本文通过对上述模型进行比较分析,为建立适合我国车轮踏面磨耗的预测模型提供参考。 1?磨耗预测模型 1?1?Pearce模型 Pearce于1991年通过试验证明了材料磨耗损失与接触区内的能量耗散T?成正比[1],并总结出车轮踏面材料损失与能量耗散T?的关系为??m= !?0?25T?/D T?<100N ??25/D 100N#T?<200N ??(1?19T?-154)/D T?%200N (1