曲线几何参数对车辆轮轨磨耗的影响
最小曲线半径
最小曲线半径| [<<][>>]最小曲线半径（minim um ra diu s of cu rve）铁路全线或某一路段内规定的圆曲线半径的最小值。
最小曲线半径对运营条件影响较大，且影响程度随运量和行车速度的增大而增大。
若半径过小，不仅会限制速度，加剧轮轨磨耗，增加维修工作量，增大运营支出，影响旅客舒适，甚至危及行车安全。
从工程方面看，若选项用的曲线半径偏大不适应地形，甚至危及行车安全。
从工程方面看，若选用的曲线半径偏大不适应地形，则会增加桥、隧和路基工程数量，增大工程费；过小的半径对工程也会产生不利影响，如增加线路长度，需要加强轨道，增加接触导线的支柱数量（对于电力牵引线路），导致粘着系数降低及在紧坡地段因曲线阻力和黏着系数降低导致坡度折减增大而展长线路等。
影响最小曲线半径标准的因素可归纳为以下五个方面。
①行车速度。
曲线半径是限制列车在曲线上的运行速度的主要因素之一，因此，最小曲线半径应满足设计线的旅客列车最高行车速度（或路段设计速度）的要求，同时还应考虑客、货列车或高、低速度列车共线运行时的速度差的影响。
②设计线的运输性质。
客运专线主要保证旅客舒适度，重载运输线重视轮轨磨耗均匀，客货列车共线运行线路则需两者兼顾。
③运行安全。
为保证机车车辆在曲线上的运行安全，保证轮轨间的正常接触，车辆上所受的力应保持在安全范围内。
最小曲线半径应保证车辆通过曲线的安全性、稳定性及客车平稳性的评价指标符合相关规定。
还应保证列车在曲线上运行时不倾覆。
抗倾覆安全系数与曲线半径、行车速度、曲线超高、风力大小、车辆类型、装载情况与重心高度、振动性能等因素有关，在其他条件一定的情况下，最小曲线半径决定于最小的抗倾覆安全系数。
④地形条件。
在保证运营安全的前提下，曲线半径应与沿线的地形条件相适应。
山区地形复杂，坡陡弯急，采用较小半径的曲线既可避免破坏山体，影响环境，也可减少工程，节约投资。
⑤经济因素。
小半径曲线可更大程度地适应地形，从而减少工程及投资，但增大运营支出，在一定的地形条件和运输需求下，存在经济合理的最小曲线半径，故应全面权衡得失，经技术经济比选确定最小曲线半径标准。
小曲线钢轨磨耗的影响因素
小曲线钢轨磨耗的影响因素
小曲线钢轨是指半径小于300米的钢轨，在铁路线路中的应用十分广泛。
由于其运行特性的不同，小曲线钢轨的磨耗情况也是相当明显的。
那么，造成小曲线钢轨磨耗的因素主要是哪些呢？
一、车辆因素
车辆是运行在钢轨上的主要载荷，因此车辆的设计和使用状态都会对
小曲线钢轨的磨耗产生影响。
共性车辆的车速、轴距、轮径、轮压大
小等等也会对小曲线钢轨的没有直接或间接的影响。
此外，在行驶过
程中，车轮的侧滑长时间穿刮钢轨横向力轮，也可以加快小曲线钢轨
的磨耗。
二、道岔因素
铁路系统中的道岔是用来连接不同的路线和轨道的一种铁路设备，是
在控制铁路列车行进方向的关键装置之一。
在小曲线道岔的转换过程中，会因为轮踏力矢量的变化以及车轮与道岔间接触表面面积的变化，导致小曲线钢轨出现压力和弯曲变形，产生额外的磨损。
三、气象因素
气象因素也是造成小曲线钢轨磨耗的重要原因。
当铁路线路移动时，
冰雪的融化和雨水的渗透都会降低轨道基础的结实程度，并增加轨道
变形的可能性。
在环境温度变化的情况下，小曲线钢轨可能会产生不
同程度的热胀冷缩现象，使钢轨受到额外的压力，从而增加磨耗。
总体来说，小曲线钢轨的磨耗受到多方面因素的影响，但车辆因素、
道岔因素和气象因素是其中最为显著的。
通过对这些因素的控制和改变，可以有效地延长小曲线钢轨的使用寿命，并保证列车的安全运行。
铁道轮轨曲线侧磨的机理分析及解决方案
铁道轮轨曲线侧磨的机理分析及解决方案铁道轮轨曲线侧磨是指铁路车辆在弯曲轨道下，由于不同轮对之间的不匹配性和车轮与钢轨接触点的侧向移动，导致钢轨侧面损耗严重的现象。
该问题的出现不仅影响了铁路的安全和平稳运行，还会加大铁路的维护成本。
因此，需要对铁道轮轨曲线侧磨的机理进行分析，并提出解决方案。
铁道轮轨曲线侧磨的机理分析：铁道车辆在行驶过程中，由于轮子与轨道的接触力作用，在弯道处车轮向外侧滚动，形成外侧偏移力。
偏移力的大小与车轮轴受力不均衡的程度密切相关，而这种不均衡的原因可能有以下几点：1.轮径不一致性：由于制造或磨削精度的误差，车辆各轮之间轮径不同，如果左右两轮的轮径不一样，就会导致车轮偏向大轮径的一侧。
2.弹性特性的不同：车辆运行时，车轮和轴承的弹性特性对于轮轴载荷分布也会产生影响，如果左右侧轴箱弹性不同，会使车轮偏向弹性较大的那侧。
3.制动力的差别：当制动时，车辆的左右轮制动力可能不一致，这也会导致车轮偏向较小制动力的那侧。
因此，在轮轨曲线侧磨问题中，需要解决车轮轴加载不均衡的问题。
铁道轮轨曲线侧磨的解决方案：1.车辆定期保养：定期对车轮进行维护和保养，确保车轮轮径的一致性，在车轮轮径差异较小的情况下，可以减小车轮加载不均衡的情况。
2.加装对称平衡块：在轮轴上加装对称平衡块，能够消除轮轴的不平衡性，减小车辆车轮加载的不均衡。
3.提高轴承质量：提高轴承质量和弹性特性的精度，使得车辆左右两侧的弹性特性基本相同，减少车轮运行时偏向高弹性的方向。
4.调整制动力的分配：对车辆制动器进行调整，使制动力分配更加均匀，减少左右侧车轮制动力分配的差异。
综上所述，铁道轮轨曲线侧磨是一项复杂的问题，需要对车轮、轮轴和轴箱等部件进行全面的检查和维护，同时应对车轮轴加载不均衡的问题进行有效的解决，以确保铁路运输的安全和平稳。
要对铁道轮轨曲线侧磨进行分析，需要收集和整理相关数据。
以下是可能涉及的数据及其分析：1.铁路运输线路的弯曲半径：在一定程度上，铁道轮轨曲线侧磨的严重程度与弯曲半径有关。
动车组运营下轨道参数对小半径r曲线钢轨侧磨的影响
动车组运营下轨道参数对小半径r曲线钢轨侧磨的影响陈艳玮【摘要】为减缓动车组运营下小半径曲线外股钢轨侧磨,延长钢轨使用寿命,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线轮轨磨耗仿真模型.仿真分析了超高、轨距、钢轨表面摩擦系数及轨底坡对动车组通过时小半径曲线外轨所受横向力、导向轮冲角及轮轨磨耗指数的影响规律.研究结果表明:钢轨表面摩擦系数及轨底坡对小半径曲线外轨侧磨影响较大,适当降低钢轨表面摩擦系数可以较大程度上降低曲线外轨所受横向力及磨耗指数;调整外轨轨底坡至1:20,内轨轨底坡至0,对曲线外轨所受横向力及导向轮冲角影响较小;但对轮轨磨耗指数影响较大,有利于减小曲线外轨侧磨.根据研究结果,针对某动车所小半径曲线制定了减磨方法;并对改造后曲线进行了轮轨力测试和钢轨廓形测试.测试结果表明,减磨方法效果明显,可延长曲线外轨服役寿命3倍以上.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2018(018)021【总页数】7页(P300-306)【关键词】小半径曲线;钢轨侧磨;仿真分析;磨耗指数;减磨方法【作者】陈艳玮【作者单位】四川大学锦城学院,成都611731【正文语种】中文【中图分类】U213.42钢轨磨耗包括垂直磨耗、轨头侧面磨耗(简称侧磨)和波浪形磨耗[1]。
轨头侧磨是小半径曲线钢轨伤损的主要表现形式之一，其形成的主要原因是机车车辆通过曲线时，轮轨间产生的蠕滑力无法提供足够的导向力引导车轮转向，而必须通过车轮轮缘与曲线外轨轨头紧密贴合在一起而迫使车轮转向[2]，车轮轮缘和曲线外轨间产生的轮缘力与轮轨间存在的冲角对钢轨轨头产生切削。
随着高速铁路的发展，高速度、高平稳性越来越受到人们的关注，提高动车组高速运营中的直线稳定性成为动车组在转向架参数设计和选型过程中的主要标准之一[3]，而这势必会降低动车组在运营过程中的曲线(特别是小半径曲线)的通过能力。
目前，中国高速铁路除正线外仍存在一些特殊地段(动车所、联络线、站场等)，由于线路复杂、地形受限等因素不可避免地存在小半径曲线，最小曲线半径可达300 m，由此产生的轮缘磨耗及钢轨侧磨(图1)已经成为影响铁路运营成本的重要问题之一。
铁路曲线钢轨磨耗与减缓措施分析
铁路曲线钢轨磨耗与减缓措施分析摘要：本文首先阐述铁路曲线钢轨磨损因素，进而分别从整治曲线方向、钢轨涂油器、防治钢轨不均匀侧磨几个方面分析曲线钢轨磨损减缓措施，旨在有效应对钢轨磨损情况，减少轨道部件伤损问题，保证钢轨质量、延长使用寿命，从而实现铁路运输行业经济效益和社会效益的共同提高。
关键词：铁路曲线；钢轨磨损；超高；纵移法引言：在铁路运输行业快速发展的今天，列车牵引重量不断提高、促使轨道磨损问题更加严重，特别是钢轨小半径曲线磨损较为突出，需要各个部门予以重视，积极采取措施有效应对钢轨磨损。
事实上，铁路曲线钢轨磨损是一个错综复杂的问题，将会涉及到钢轨、轮轨等方面，磨损减缓也需要从实际情况出发，合理选择处理方式，切实延长钢轨使用寿命。
1.铁路曲线钢轨磨损因素无论是受到外界自然环境影响，还是由于列车作用，都会促使铁路钢轨出现锈蚀、伤损、磨损的问题。
对于铁路钢轨曲线轨道，很大程度上都是由于钢轨磨损问题，从而需要更换新的钢轨。
基于现有研究表明，在我国，对于小半径曲线轨道钢轨，大部分钢轨报废都是由于轨道磨损造成，曲线钢轨磨损又可以根据磨损部位主要划分为三种类别，第一种则为上股钢轨侧面磨耗，第二种则为下股钢轨头部压溃，第三种波形磨耗。
通常而言，曲线上钢轨、曲线外轨自身的磨损程度较为严重，特别是曲线外轨，主要集中于头部内侧，当列车通过铁路轨道时，外轨头部内侧则会相应受到列车的影响，形成较为严重的滑动摩擦。
与此同时，内外两侧的铁路曲线钢轨长度不同，促使内外两轮进行滑动时，最终经过的距离长度也存在明显差别，当车轮进行滑行时，轨顶磨损程度将会随之增大。
相反，对于曲线内轨，磨损问题主要集中于轨头顶面位置，当列车进行低速行驶时，促使钢轨曲线内轨负荷不断增大，甚至相应造成轨头压陷现象。
并且，当列车需要进行转向时，将会促使钢轨顶面进行横向滑动摩擦，增大曲线钢轨磨损问题。
曲线上钢轨磨损原因多元，很大程度上受到曲线半径的影响[1]。
小半径曲线侧面磨耗原因分析与整治措施
小半径曲线侧面磨耗原因分析与整治措施作者：赵文惠来源：《中国科技博览》2019年第04期[摘要]通过分析小半径曲线钢轨侧面磨耗导致轨距不易保持，轨道动态TQI指数逐渐升高，总结这些变化的特点，结合实际生产情况制定相应的整治措施。
[关键词]小半径曲线；钢轨侧面磨耗；原因；整治措施中图分类号：P635 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2019）04-0159-021.小半径曲线存在问题大准铁路工务段管辖的大准线地处山区，隧道48座，延长米为36909米，桥梁163座，延长米为28380米，涵洞818座，横延米为35760米，曲线358条，半径≤600米的曲线有120条，坡度较大，自然条件差。
2011年开始对二线的修建，同时对既有线的拨接改造，虽然线路条件有所改善，但是既有线线路设计标准较低，排水设备不健全，道床厚度不足等状况仍然存在；造成道床排水不良，翻浆冒泥严重，形成线路条件、质量先天不足，小半径曲线侧面磨耗严重，高峰期每年因侧面磨耗更换曲线钢轨达20km，严重地段每月磨耗达1.3mm，基本上每年都得更换一次，这样不仅增加了维修工作量，而且大大增加了运营的成本和对运量的干扰。
2.曲线侧面磨耗产生的原因线路不间断受到机车、车辆的摩擦和冲击，线路处于不断变化的状态中。
曲线地段尤其是小半径曲线地段比直线地段受到的冲击、摩擦和横向力更加明显，钢轨侧面磨耗就是在列车运行，轮轨摩擦过程中产生和发展的。
随着近几年运量的不断增加，曲线上股钢轨的磨耗、鱼鳞伤、掉块及疲劳裂纹尤为突出。
2.1横向水平力通过对曲线轨道受力的分析，可将列车作用于钢轨上的力分为3个方向，即竖直方向、水平横向和水平纵向，横向水平力是导致钢轨侧面磨耗产生的主要原因，横向水平力主要指车轮对钢轨的侧压力和曲线上的附加横向力，曲线半径愈小，横向水平力愈大。
这些横向力的大小取决于离心力、行车速度、曲线半径和外轮超高。
当压应力和横向力的共同作用下超过了钢轨的屈服强度时，在钢轨作用边产生塑性变形，最终形成疲劳裂纹。
阐述地铁小半径曲线钢轨磨耗及整治措施
阐述地铁小半径曲线钢轨磨耗及整治措施地铁运行的全程轨道中小半径曲线段最容易受到磨损危害，当车辆行驶至曲线段时轨道的弯度迫使机车转弯，由于高速行驶的车辆拥有较大的惯性，因此会对曲线段的轨道产生强大的冲击力，当此冲击力过大时就容易使轨道发生形变，同时对轨道造成侧磨和波磨的危害，当轨道长期没得到合理的措施就会对轨道的内外轨造成偏载，这就会加剧钢轨的磨损程度，造成车辆行驶的震荡，在严重时甚至会使行车的安全造成威胁。
一、小半径曲线钢轨磨耗类型分析小半径曲线段钢轨磨耗的发生是较为复杂的过程，该过程的演化与钢轨的质量、材质及养护等多个因素有关，同时还与车辆的行驶角度、冲击力范围及车辆型号有关，因此对小半径曲线钢轨的磨耗分析需要从多个角度探讨，其中钢轨位置不正确是造成钢轨磨耗问题产生的主要原因。
1、小半径曲线钢轨侧磨问题分析小半径曲线钢轨发生侧磨最为常见，该种问题的主要是由线路自身存在问题造成。
不同于地铁行驶在直线段，曲线段的钢轨会与地铁的车轮发生滑动，同时由于曲线段钢轨对地铁车速度的减少作用，使得钢轨在曲线段相同的牵引力下受到更大的作用力，导致列车和钢轨受到更大的磨损，大大缩短了钢轨的使用寿命。
当曲线段钢轨被安置角度超高时，会加重钢轨发生磨损的程度，安置超高的钢轨会降低钢轨对列车冲击力和冲击角的承受程度，直接影响到小半径曲线段轨头的磨耗程度，导致小半径曲线段使用寿命降低。
此外，经过长期对地铁路段的跟踪研究发现轨底坡的大小也会影响小半径曲线钢轨发生侧磨的程度，轨底坡角度的不同会直接改变钢轨与车轮的几何接触点，从而改变了轨道的受力大小，因此调节好轨底坡的大小可以有效缓解对钢轨轨头的磨耗。
另外，钢轨的大小不合理也会直接导致钢轨侧磨问题的产生，车轮在行驶的过程中与钢轨之间会存在一定的间隙，当轨距调节不合理时，车轮就会相对于线路中心发生偏离，两个车轮就会在钢轨上发生不同形式的摆动，会使车轮在轨道上发生蛇行运动，该种形式的运动会严重破坏车轨的稳定性，当车轨间距过大时甚至会引发列车脱轨事故。
重载铁路小半径曲线钢轨磨耗分析
重载铁路小半径曲线钢轨磨耗分析摘要本文通过对大准线曲线钢轨磨耗客观原因进行分析，结合具体情况，提出了重载铁路减少小半径曲线地段钢轨磨耗的一些具体办法。
关键词大准铁路；小半径曲线；磨耗大准铁路为I级干线单线电气化铁路，东起大同东站西至准格尔旗薛家湾站，是处于西煤东运北通道上的一条重要运煤专用铁路。
通过近几年的扩能改造施工，年通过总重120Mt，已达到重载铁路标准，沿线通过地段大多属于山区，小半径曲线较多。
随着近两年列车牵引质量和机车轴重不断增加，小半径曲线地段钢轨磨耗速率加大，大大增加了铁路的运输成本。
1 曲线长轨条更换现状自2006年大准线铺设无缝线路以来，全线共有60条曲线由于钢轨磨耗严重进行了更换，其中有59条是半径R≤600m曲线，占更换总数的98.3%；占全线小半径曲线（全线半径R≤600m曲线共87条）总数的67.8%。
其中，有4条曲线已进行两次更换，分别是K19+487—K20+097，半径500m，K24+370—K25+342，半径500m，K25+875—K26+634，半径400m，K78+790—K79+711，半径400m。
2 大准线曲线钢轨磨耗情况分析曲线钢轨磨耗是不可避免的，结合实际情况分别从以下几个方面对钢轨磨耗作出分析。
2.1曲线钢轨磨耗客观原因曲线是轨道结构强度中的薄弱环节，当列车运行进入曲线后，车体受机车牵引，随着贯性向前运行，轨道迫使车辆转弯，这样必然行成车轮冲击轨道，造成轨道变形，车轮和钢轨同时受到磨耗，当离心力和向心力不平衡时，更加剧钢轨的磨耗，导致曲线上股内侧圆弧段至顶面1/3处连续性鱼鳞剥落掉块，下股踏面中部连续麻点，并且发展扩大。
随着磨耗的日益加重，当钢轨状态不能满足列车运行要求时，则必须对曲线钢轨进行更换。
工务段对小半径曲线共先后更换63次，其中有62次是更换的曲线上股，再次证明了曲线上股是钢轨最易磨耗的部位。
2.2大准线曲线钢轨更换时间在更换过得59条小半径曲线中，其中2008年共更换16条，春季更换3条，秋季更换13条；2009年更换32条，春季更换16条，秋季更换15条（有1条是第二次更换）；2010年更换15条，春季更换12条，夏季更换3条（有3条是第二次更换）。
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第２期（总第１７７期）２０１３年４月机械工程与自动化ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ ＆ ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＮｏ．２Ａｐｒ．
文章编号：１６７２－６４１３（２０１３）０２－００３３－０３
曲线几何参数对车辆轮轨磨耗的影响魏家沛，李国芳（兰州交通大学，甘肃 兰州 ７３００７０）
摘要：运用ＳＩＭＰＡＣＫ动力学软件，从曲线段线路设计出发，对曲线轨道上曲线半径、曲线超高及轨底坡对
轮轨磨耗的影响进行仿真计算和分析。结果表明：为降低轮轨磨耗及保证行车安全，应尽量减少小半径曲线；在规定范围内调整曲线超高可有效降低轮轨磨耗，但调整的过高或过低反而会增大磨耗；适当调整轨底坡可起到降低轮轨磨耗的作用，但效果不是太明显，且过大的轨底坡会加剧轮轨的磨耗。关键词：轮轨磨耗；曲线通过；几何参数；动力学仿真中图分类号：Ｕ２６０．３３１ 文献标识码：Ａ
收稿日期：２０１２－１１－０５；修回日期：２０１２－１１－２５
作者简介：魏家沛（１９８４－
），男，甘肃兰州人，在读硕士研究生，研究方向：车辆系统动力学。
０
引言
随着中国高速铁路的发展，高速列车的动力学问题日渐突出。尤其是车辆过曲线时，轮轨间的作用力及磨耗也相应增加，对车辆的安全性和经济性造成了一定的影响。影响轮轨磨耗的因素有很多，主要有曲线半径、曲线超高、轨底坡等。基于此，本文从这几个主要方面对曲线上轮轨的磨耗情况进行了仿真分析。１ 研究方法及评价指标本文利用多刚体动力学软件ＳＩＭＰＡＣＫ对装有ＣＷ－２００ｋ型转向架的２５Ｔ型客车进行相关仿真计算。ＳＩＭＰＡＣＫ中的车辆模型如图１所示。图１ ＳＩＭＰＡＣＫ中的车辆模型由于车轮踏面外形是轮轨系统的关键因素之一，轮轨接触关系对轮轨磨耗有很大影响，而ＳＩＭＰＡＣＫ中轮轨型面为欧洲标准。我国铁路一般使用ＬＭ磨耗型踏面，为了使ＣＷ－２００ｋ型转向架模型仿真符合我国铁路实情，通过文件导入ＬＭ磨耗型车轮踏面参数。轮轨磨耗机理十分复杂，国内外尚无公认的评定标准。传统轮轨磨耗的评价方法一般采用轮对磨耗功率、最大轮轨横向力、冲角及蠕滑力４个动力学性能指标来分析。对于曲线上轮轨磨耗的仿真，参照以上标准来进行分析。另外，在保证列车通过曲线时轮轨磨耗较低的同时，列车的平稳性和安全性也应达到相关的要求。２
曲线半径对车辆轮轨磨耗的影响
曲线半径是影响轮轨磨耗的最主要几何参数，研究不同曲线半径下车辆的磨耗具有重要意义。仿真分析时，结合我国线路情况及有关标准规定，曲线设置为：直线段长３０ｍ，缓和曲线长７５ｍ，圆曲线长３００ｍ
，超
高８０ｍｍ，轨底坡为１／４０
。为了能更清楚地比较曲线
半径对车辆过曲线磨耗的影响，轨道不加激励。图２～图５为车辆以７０ｋｍ／ｈ的速度通过不同半径曲线时各磨耗指标变化的计算结果。
图２ 曲线半径Ｒ对磨耗功率的影响曲线由仿真结果可知，车辆通过曲线时，随着曲线半径的增加，磨耗功率、最大轮轨横向力、轮轨冲角及蠕滑力均有一定程度的减少。当曲线半径小于５００ｍ时，磨耗功率和最大轮轨横向力急剧增加；５００ｍ曲线半径时的轮轨磨耗功率是８００ｍ曲线半径时的３．０８倍，５００ｍ曲线半径时的最大轮轨横向力较８００ｍ曲线半径时增加了３．０２倍；当曲线半径大于８００ｍ时，磨耗功率和最大轮轨横向力曲线变化较为平缓。导向轮对外侧车轮的横向蠕滑力随着曲线半径的增加，其数值在变小。当曲线半径变小时，轮对所需要的导向力主要由横向蠕滑力提供。图３ 曲线半径Ｒ对轮轨横向力的影响曲线图４ 曲线半径Ｒ对横向蠕滑力的影响曲线图５ 曲线半径Ｒ对轮轨冲角的影响曲线３ 曲线超高对轮轨磨耗的影响由于曲线超高影响轮轨之间的导向力，曲线超高的大小对钢轨侧磨有很大影响。在分析曲线超高对车辆曲线通过性能的影响时，ＳＩＭＰＡＣＫ中线路设置与前相同，曲线半径设为４００ｍ，曲线超高取８０ｍｍ、１００ｍｍ、１２０ｍｍ、１４０ｍｍ。图６～图８为在不同曲线超高下，导向轮组外侧车轮的各项动力学指标的仿真结果。图６ 曲线超高对磨耗功率的影响曲线分析可知，当曲线超高由８０ｍｍ增至１４０ｍｍ时，车辆轮对磨耗功和冲角都有不同幅度的增加。当曲线超高为８０ｍｍ时，最大轮轨横向力为２．５ｋＮ；超高为１２０ｍｍ时，轮轨横向力达到最小值０．３５ｋＮ，比超高为８０ｍｍ时降低了８６．９％；当曲线超高增大到１４０ｍｍ时，轮轨横向力再增大为１．７ｋＮ，又比１２０ｍｍ时升高了７９．４％。可见，曲线上超高的变化对于冲角及轮对磨耗功的影响较小，对轮轨横向力影响很大。所以可以通过调整轮轨横向力来降低曲线上的轮轨磨耗。一般情况下，小半径曲线上超高通常偏大，故而适当降低超高有利于降低轮轨磨耗，但不能降得太低，过低的超高反而加剧轮轨磨耗。
图７ 曲线超高对轮轨横向力的影响曲线图８ 曲线超高对轮轨冲角的影响曲线４
轨底坡对于轮轨磨耗的影响
轨底坡对曲线轨道轮轨磨耗有一定的影响，尤其是在小半径曲线上。在国标规定的范围内，适当增大曲线轨道钢轨的轨底坡，能够增大车辆两侧轮对滚动圆半径差，从而提高车辆的曲线通过能力。本文分析１／４０、１／３０、１／２０和１／１０四种轨底坡时的轮轨磨耗情况，结果如图９～图１１所示。
图９ 轨底坡对磨耗功率的影响从图９～图１１可以看出，当轨底坡由１
／
４０增加
到１／１０时，冲角降低了７．９％
，轮对磨耗功增加了
１７．９％，轮对横向力则增至原来的４．４倍，虽然冲角会有较大降低，但轮对磨耗功率及轮轨横向力会急剧增大，反而加剧了轮轨的磨耗。当轨底坡由１
／
４０增加到
·４３·机械工程与自动化 ２０１３年第２期
１／２０时，轮对磨耗功降低２．６％，轮轨横向力略有增加，轮轨冲角有较小幅度降低。图１０ 轨底坡对轮轨横向力的影响图１１ 轨底坡对轮轨冲角的影响５ 结论小半径曲线上轮轨磨耗较为严重，曲线半径变大时，轮轨磨耗有明显降低。当曲线半径大于８００ｍ时，磨耗指标随曲线半径的变化影响较小。小半径曲线上，在一定的范围内适当降低超高可以降低轮轨磨耗。在规定范围内调整曲线超高可有效降低轮轨磨耗，但超高的设置应该适当，过高或过低反而有可能增大轮轨磨耗。轨底坡对轮轨磨耗有一定的影响，适当调整轨底坡可使轮对磨耗功率及冲角有一定降低，进而起到降低轮轨磨耗的作用，但效果不明显。轨底坡增加过大会使轮轨磨耗功率及轮轨横向力急剧增大，反而加剧轮轨的磨耗。参考文献：［１］
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［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００１．
Ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｆ Ｃｕｒｖｅ Ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ Ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｎ Ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ Ｗｅａｒ ｏｆ ＶｅｈｉｃｌｅｓＷＥＩ Ｊｉａ－ｐｅｉ，ＬＩ Ｇｕｏ－ｆａｎｇ
（Ｌａｎｚｈｏｕ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ ７３００７０，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙ ｕｓｅ ｏｆ ＳＩＭＰＡＣＫ ｄｙｎａｍｉｃｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｕｒｖｅ ｔｒａｃｋ，ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎａｎｄ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｍｐａｃｔ ｏｆ ｒａｉｌｗａｙ ｃｕｒｖｅ ｒａｄｉｕｓ，ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎ ｏｎ ｃｕｒｖｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｃａｎｔ ｏｆ ｒａｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｏｎ ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗ ｉｔ ｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ ｂｙ ｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ ｓｍａｌｌ ｒａｄｉｕｓ ｃｕｒｖｅ；Ｗｉｔｈｉｎ ｔｈｅ ｐｒｅｓｃｒｉｂｅｄ ｓｃｏｐｅ ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｅｌｅｖａｔｉｏｎｏｎ ｃｕｒｖｅ ｃａｎ ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ，ｂｕｔ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ａｄｊｕｓｔｍｅｎｔ ｗｉｌｌ ｉｎｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ ｗｅａｒ．Ａｄｊｕｓｔｉｎｇ ｔｈｅ ｃａｎｔ ｏｆ ｒａｉｌ ｂｏｔｔｏｍｃａｎ ｒｅｄｕｃｅ ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ，ｂｕｔ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｉｓ ｎｏｔ ｏｂｖｉｏｕｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｏｖｅｒｓｉｚｅｄ ｃａｎｔ ｏｆ ｒａｉｌ ｂｏｔｔｏｍ ｗｉｌｌ ａｇｇｒａｖａｔｅ ｔｈｅ ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ．Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｈｅｅｌ－ｒａｉｌ ｗｅａｒ；ｃｕｒｖｅ ｐａｓｓｉｎｇ；ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ；ｄｙ櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆櫆ｎａｍｉｃｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ
（上接第３２页）Ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｌｉｚｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｓｔａｃｋｉｎｇ Ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ
ＬＩ Ｚｈａｎ－ｘｉａｎ，ＬＩ Ｚｈａｏ－ｙｉｎｇ
（Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｅｂｅｉ Ｕｎｉｔｅｄ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔａｎｇｓｈａｎ ０６３００９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｓ ｇｏｉｎｇ ｔｏ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅ ｔｈｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｌｉｇｈｔｗｅｉｇｈｔｌｉｚｅｄ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｔａｃｋｉｎｇ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗｈｉｃｈａｌｗａｙｓ ｆａｃｅ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｅｘｃｅｓｓｉｖｅ ｗｏｒｋｉｎｇ ｓｐａｎ ａｎｄ ｉｎｅｒｔｉａ．Ｕｎｄｅｒ ｔｈｅ ｐｒｅｍｉｓｅ ｏｆ ｍｅｅｔｉｎｇ ｉｍｇａｌｌ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｔａｃｋｉｎｇ
ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗｏｒｋｉｎｇ，ｉｔｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｉｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚｅｄ ｂｙ ＡＮＳＹＳ ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ａｎａｌｙｓｉｓ ｓｏｆｔｗａｒｅ，ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｔｈｅｗｅｉｇｈｔｎｅｓｓ ａｎｄ ｄｙｎａｍｉｃ ｌｏａｄｓ，ｔｏ ｍａｋｅ ｓｕｒｅ ｔｈｅ ｓｔａｃｋｉｎｇ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｗｏｒｋ ｍｏｒｅ ｓｍｏｏｔｈｌｙ．Ｔｈｅ ｉｄｅａ ａｂｏｕｔ ｔｈｉｓ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｉｓ：ｆｉｒｓｔ，