《重載鐵路輪軌損傷機理研究及其減緩措施》是依託西南交通大學，由金學松擔任項目負責人的聯合基金項目。
基本介紹
- 中文名：重載鐵路輪軌損傷機理研究及其減緩措施
- 項目類別：聯合基金項目
- 項目負責人：金學松
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著我國重載鐵路運輸的不斷發展，重載輪軌損傷帶來的經濟成本和行車安全問題一直受到人們的廣泛關注。由於其損傷形式的多樣化和複雜性，其形成機理尚未完全弄清。本項目將首先對我國重載線路輪軌損傷情況進行現場調查分析，開展輪軌廓形和硬度的跟蹤測試工作，跟蹤測量不同地段不同位置處的軌頭裂紋、踏面剝離、鋼軌波磨和焊接接頭損傷等發展規律。然後建立重載鐵路輪軌損傷理論分析計算模型，模型中包含考慮結構剛柔特性的列車軌道垂橫向耦合動力學模型、輪軌非赫茲滾動接觸理論和輪軌傷損模型，並發展相應的數值程式。通過理論分析和數值模擬，研究典型輪軌損傷發生和發展的關鍵因素，結合現場測試和分析結果揭示其形成機理。在此基礎上，分析多種因素對重載輪軌損傷的影響情況，並結合工程實踐，提出相應的減緩措施以延長輪軌使用壽命。本項目研究不僅能帶來重大的經濟效益，而且對重載鐵路運輸的行車安全具有重要意義。
結題摘要
隨著我國重載鐵路運輸的不斷發展，重載輪軌損傷帶來的經濟成本和行車安全問題一直受到人們的廣泛關注。由於其損傷形式的多樣化和複雜性，其形成機理尚未完全弄清。本項目的主要研究工作體現如下：1）對我國重載線路輪軌損傷情況進行現場調查分析，掌握了重載鐵路輪軌磨耗特性及其規律。2）利用建立的重載鐵路車輛-軌道耦合動力學分析模型，詳細研究了輪軌磨耗對輪軌力、運行安全和能耗的影響。3）結合車輛-軌道耦合動力學模型和輪軌磨損材料模型，發展了重載鐵路輪軌磨耗預測模型，模型首次考慮了重載鐵路踏面制動溫升對車輪踏面磨耗規律的影響。4）結合三維輪軌接觸有限元分析，發展了以降低輪軌接觸應力為目標的鋼軌打磨廓型最佳化設計方法，對標準輪軌廓型和磨耗後的輪軌廓型的鋼軌打磨廓型進行了最佳化設計；5）建立了重載鐵路輪軌彈塑性滾動接觸疲勞傷損分析模型，研究了不同輪軌磨耗程度的輪軌滾動接觸應力，揭示了輪軌磨耗與輪軌傷損的內在聯繫。6）基於現場調查試驗和數值仿真，研究提出了重載鐵路輪軌傷損的減緩措施，如：合理的輪軌界面摩擦管理、最佳化鋼軌軌底坡和良好的鋼軌打磨廓型能夠有效降低輪軌接觸載荷，減緩輪軌傷損；裝備踏面清掃器、機車變速度運行以及改進車輪镟修工藝，能夠有效消除或緩解車輪踏面非圓化磨耗，降低輪軌衝擊作用，減緩輪軌衝擊傷損。 項目執行期間，共發表論文22篇，其中SCI論文4篇，EI論文8篇。參加國際會議共13人次，其中口頭報告5次。共培養已畢業博士1人、碩士5人，在讀博士和碩士研究生5人。
