《轮轨接触几何关系》由会员分享，可在线阅读，更多相关《轮轨接触几何关系（16页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、轮轨接触几何关系班级：学号姓名：轮轨接触几何关系是轮轨关系研究的基本内容，它不仅关系到车辆的动力学 性能，也关系到轮轨之间的磨耗。其研究结果可以用于横向稳定性计算、随机响 应计算及动态曲线通过计算等，还可以用于轨道几何参数和轮轨外形的合理选择 选择合适的轮轨几何，不仅可以改善车辆的动力学性能，还能降低轮轨间的磨耗， 减少制造和维修成本，提高车辆的可靠性，延长车轮的使用寿命。本文采用Simpack软件模拟轮轨接触，选用的车轮踏面为S1002,轨头为 CHN_60。1. S1002踏面外形S1002外形轮廓由车轮踏面作用区域之外的倒角、外侧斜度区域A、踏面区 域B和C、踏面外形轮廓与轮廓外部区域的
2、连接区域D、70。轮缘角长度区域E 和轮缘区域F、G、H构成。其中，外侧斜度区域A的斜度值可从6.5%至15% ;踏 面区域B和C由两段凹凸方向不同的高次曲线构成；连接区域D为一段半径为 13mm的圆弧；70o轮缘角长度区域E为一条切线段；当车轮直径760mm时，轮 缘高度h为28mm，轮缘区域F、G、H分别由半径为30mm、12mm和20.5mm的三 段圆弧构成。随着轮缘厚度的变化，轮缘及其踏面的连接区域也随之变化。S1002 踏面外形如图1-1所示。09IB二 I10F直线段K（53）70!35图1-1 S1002踏面外形2. CHN_60轨面形状CHN_60钢轨顶面采用80-300-80
3、的复合圆弧，具有与车轮踏面相适应的外形，能改善轮轨接触条件，提高抵抗压陷的能力；同时具有足够的支承面积，以备磨耗。CHN_60踏面外形如图2-1所示。图 2-1 CHN_60 轨面截面形状3. 轮轨几何关系参数 轮轨几何关系重要参数有：车轮和钢轨型面、轨距、轨底坡、轮缘内侧距、 名义滚动圆距轮对中心距离和车轮名义直径。其几何关系平面图（见图3-1）和 影响轮轨接触几何关系参数的平面图（图 3-2）如下所示。軌距钢轨執头外形轮对横移轴心到滚动圆距离:名貝半径车轮踏面外形U轮对内侧距图 3-2 影响轮轨接触几何关系平面图4. 轮轨接触几何关系的特征参数在机车车辆动力学研究中，除了要计算处接触点位置
4、和相应参数值，另外 还要研究和动力学性能直接相关的轮轨关系特征参数，它们分别是：等效锥度 等效接触角、轮对重力刚度和重力角刚度。5. 轮轨接触基本假设刚体假定。假定车轮与钢轨均为刚体，不存在影响接触关系的弹性变形。同一侧车轮上的接触电荷钢轨上的接触点具有相同的空间位置。轮轨接触点出车轮与钢轨具有公切面。6. Simpack 建模仿真及结果图 6-1 轮轨模型Help3E,.lSIMiPACK: MBS Wheel-Rail Global ValuesApp1 Delaulh|22.3S9：| 17465-Vehicle plOomega_wheel rad/i |23.821 G5|m/$j
5、km/h |mph|Aai Distance Gi/en bp R呵 1 7 rack Sauge mCheck Piofisi/T a tiesCheck FDlilM/Tctle?Qeneial contact settings fee all vjheel* in the mcdel c* Onepzini： Dxtacl c* Consirart CoriiactF TdJeEyaluaionC Mdbpoirt Canlsci Elolic Conlacl.OrJne EvdudljonT 旧eIMizdsetTiipe.lWh=dsei：s ofWS Ccrtart Geometi
6、yl|dl di&placemerJt$ defned in mjCortacl Force .Wh&eF； ai Profie Geometry: 肯 NonUneai |acli.jd prolile&)广 Linedii$edWhcd Rolile.51002Rel Prolife.UIC GOFaiameter Set.rePorfcCDrtacIWheel Prcfie.51002Rad Pnofia.JIC GOPararnttBi Set.| DnePonitCaitazt5-V=bleRal Prtfifes .图 6-2 轮轨参数选择SIM PACK: Check Profi
7、lesHelpControl 2D -PlotsYaw Angle pti deg:Roll Angle phi deg:|o.aoE+ooa.ooE4oa 三|o.aoE+ooa.ooE+oa ZLateral Deviation min maw m:|-2. BOE-02I1.00E-02Contact M odelPrevisu? PictureNewt Picture(Ap prowimation?l nterpolati on图 6-3 摇头角和侧滚角选择Congtrcint Grodient： dz/dy = f(y,叩i, psi)Eilip-rH*-总E rj70 005 HD
8、Dlo.ao i；mi-E炳Ik phi deg O.OSEtOn帥欣 Apppx. Qrt?i-Elwtic pr?i rfeg - O.OCE+OO20 001O.W-fO.W-HJOO00Wheel Lateral Shift y mm图 6-6 轮轨接触角变化Cangtraint Gradient： dz/dphi = fy, phi, pgi)i* lpf 卡 叶対 祎7H &1M5RhjdE/p/zdpp0.0(M-0.5-20.W-IQffl)5plh AppfOJi. Ojosi-Qwtic p?i deq 0.00i00Cui5i-Ek)?licphi .jfiq - o.o
9、oeinnKJ.00Wheel Lateral Shift y mm图6-7质心垂直位移与侧滚角比值变化Wheel Conlact Coordinate yw?1 ipr i*n-_iMM2R-qi prH*tpLl WvrlRlijid Cuo$i-E炳Ik 刖诧 ifrosi. Orti-Elwtic艸heel Ldteral Shifi y mm图6-8踏面圆弧变化RMl Contocl Coordintik yi*l-flw 卡 Tw+T 祎七 1RigdEUi-E 炳 IESplir轉App馀Quo阳El常出Wheel Lateral Shift y mmj图 6-9KrpL百I加蚪
10、Rhjd Qiflsi-Ek)Hie Sfti决 即|芦2. Ouosi-Elffi-ticphi deg O.OflEinopsi rfcgj O.OOEtOOIVheel Lateral Shift y mm图 6-11图 6-12Mean HGrr3n CDF1O2 R_us rha-n- -_-u.34-J Ji R-ti.-3-.t-_41lrp -.1- -_wiR_g 竇也|.密-亦 sp_.s占-pfokoslEswi4j o.sm+aa psiL 0:-.三Too1畧rho rm首.詔-S=.8 OS 0.S 左 hee- LMeE yTm-0.00-n.至R-i.F-1*HlrrpR_5p_g - rpLl vr1Rhjd Qujgi-E炳Ik Sjpi论 內耳门讥 Ouosi-Elwticphi deg O.OOE-tOnpsi itgj O.OCttOOWheel Lateral Shift y mm图 6-15Fotsim Coefficient CyySjpi论 Approif. Ouosi-ElwticrpijQSi-EkKlk图 6-16Fwt引m Coefficient CyzRqdprE, irti+lt rp帥1 欣 Appro*. (irtSi-Elffitc图 6-17 CiXf：i-Ek)5liehi .zieql - O.OOEiOD
