蠕滑中心法.pptx

1、蠕滑中心法在摩擦中心法基础上，作了重要改进：（1 1 1 1）采用了锥形踏面）采用了锥形踏面）采用了锥形踏面）采用了锥形踏面（2 2 2 2）计入轮对的偏载效应）计入轮对的偏载效应）计入轮对的偏载效应）计入轮对的偏载效应（3 3 3 3）引入蠕滑理论，并考虑了蠕滑系数的非线性）引入蠕滑理论，并考虑了蠕滑系数的非线性）引入蠕滑理论，并考虑了蠕滑系数的非线性）引入蠕滑理论，并考虑了蠕滑系数的非线性010102020303蠕滑率和蠕滑力分析计算模型计算方法6 6C COONNT TE ENNT TC COONNT TE ENNT T:Part1 1蠕滑率和蠕滑力分析 在20世纪20年代由Carter

2、首先认识并应用于轮轨动力学中。蠕滑：蠕滑：转向架通过曲线时，其轮对不可能总是实现纯滚动，亦即车轮的前进速度不等于其滚动形成的前进速度，车轮相对于钢轨会产生很微小的滑动。蠕滑力：蠕滑力：在轮轨之间接触面上存在的与轮轨弹性变形相关的切向力。其方向总是与滑动的方向相反，大小由蠕滑率确定。蠕滑：介于纯滚动与滑动之间的一种轮轨相互作用。蠕滑：介于纯滚动与滑动之间的一种轮轨相互作用。纵向蠕滑率纵向蠕滑率 1=(实际前进速度-纯滚动的前进速度)/由滚动形成的前进速度表示车轮实际滚动状态相对纯滚动状态的偏离程度，实则为相对滑动率。蠕滑率横向蠕滑率横向蠕滑率 2=(实际横向速度-纯滚动的横向速度)/由滚动形成的

3、前进速度上式中的速度差称为蠕滑速度，当曲线几何参数一定时，可由轮对在曲线上占有的几何位置来决定。负号表示蠕滑力的方向与滑动的方向相反。在车轮产生大蠕滑以至打滑的情况下，蠕滑力趋向饱和，最大的蠕滑力即库仑摩擦力。在较小的蠕滑率范围内，蠕滑力与蠕滑率呈线性关系。在线性范围内（即小蠕滑情况），该直线的斜率叫做蠕滑系数。蠕滑力与蠕滑率的关系蠕滑力与蠕滑率的关系图蠕滑力与蠕滑率的关系图 若车轮在曲线上实现纯滚动，就没有蠕滑现象。实际上这种纯滚动状态是不存在的。自由轮对纯滚动时的轮轨几何关系自由轮对纯滚动时的轮轨几何关系假设一个具有踏面斜率的自由轮对在曲线上作纯滚动，轮对中心所走的轨迹叫做纯滚线，纯滚线与

4、曲线中心线为同心圆，且纯滚线总是在曲线中心线外侧，相距为 y0。可以证明：对于一定的轮对踏面斜率和一定的曲线半径，纯滚线位置确定。自由轮对纯滚动时的轮轨几何关系自由轮对纯滚动时的轮轨几何关系r r0 0:车轮半径；车轮半径；2b2b0 0:轮对的左右两轮与钢轨轮对的左右两轮与钢轨接触点之间的距离；接触点之间的距离；：锥形踏面的斜率；：锥形踏面的斜率；R:R:曲线半径曲线半径轮对中心线与纯滚线间的相对位移 y*蠕滑力的大小及方向由相对位移 决定。y是轮对中心线相对线路中心线向外移动的距离。相对位移图相对位移图蠕滑力的计算推导蠕滑力的计算推导根据定义：蠕滑速度v=实际速度-滚动的速度1,2分别代表

5、纵向和横向r,l分别表示右轮与左轮相应的蠕滑率：相应的蠕滑率：蠕滑力分为纵向蠕滑力和横向蠕滑力。纵向蠕滑力的计算轮对中心在外移的同时，轮对中轴线相对于径向线偏转一个微小的角度。前进速度v垂直于轮对中轴线方向垂直于轮对中轴线方向垂直于轮对中轴线方向垂直于轮对中轴线方向中轴线方向中轴线方向中轴线方向中轴线方向纵向蠕滑力：上式中，顺时针为正，逆时针为负由于本方法应用于从小半径到大半径的所有曲线，由于本方法应用于从小半径到大半径的所有曲线，故必须考虑蠕滑力的非线性特性，可以采用推理法非故必须考虑蠕滑力的非线性特性，可以采用推理法非线性模型进行近似计算。线性模型进行近似计算。横向蠕滑力：横向蠕滑率横向蠕

6、滑率Part2 2模 型 简 介0101基本假设基本假设车轮踏面为锥形车轮踏面为锥形蠕滑力和蠕滑率采用非线性模型蠕滑力和蠕滑率采用非线性模型轮轨接触面上作用着纵向和横向蠕滑力轮轨接触面上作用着纵向和横向蠕滑力考虑内外轮载不相等对蠕滑力的影响考虑内外轮载不相等对蠕滑力的影响0202计算模型计算模型刚性转向架和刚性转向架和一个自由度的一个自由度的力学模型力学模型Part3 3计 算 方 法计算方法 以一个右曲线为例，规定坐标系的正向如图所示，此时转向架以自由位通过曲线，既转向架前轴外轮贴靠钢轨，其他车轮不贴靠钢轨。x1偏转角 故：轮缘导向情况：自由位：转向架前外轮贴靠钢轨，其他车轮不贴靠钢轨。最大

7、倾斜位：转向架前轴外轮与后轴内轮贴靠钢轨，其他车不贴靠钢轨。最大位移位：转向架前后轴外轮贴靠钢轨，其他车轮不贴靠钢轨。假假设转设转向架向架为为三种通三种通过过形式之一形式之一建立方程建立方程组组，求解各位移，求解各位移各各车轮车轮下下纵纵向蠕滑力、横向蠕滑力向蠕滑力、横向蠕滑力对对蠕滑系数折减，重新蠕滑系数折减，重新计计算求解算求解前后两次蠕滑力差前后两次蠕滑力差值值 精度要求精度要求否是继续迭代结结束，束，输输出出开始开始参考文献1 杨荣山.轨道工程M.北京:人民交通出版社,2013年.2 易思蓉.铁道工程M.北京:中国铁道出版社,2014年P131-P1353毕鑫.重载货运机车径向转向架动力学性能研究D.西南交通大学,2015.4肖乾,徐红霞,黄碧坤,张海.轮对横移对高速轮轨稳态滚动接 触 蠕 滑 力 和 蠕 滑 率 的 影 响 J.中 国 铁 道 科 学,2014,35(04):88-93.5段固敏,许实儒.刚性转向架曲线通过的蠕滑中心法J.兰州铁道学院学报,1993(02):1-9.6段固敏,许实儒.用蠕滑中心法研究轨道几何参数对钢轨侧磨的影响J.兰州铁道学院学报,1993(02):10-17.THANKS!