夯实基础 (22)课件讲解.pptx

动车组轻量化的目的和意义

主要讲解内容“01轴重对轮轨相互作用的影响“03轴重对动车组制动负荷的影响02轴重对运行阻力的影响“

一、轴重对轮轨相互作用的影响1.轴重对轨道损伤的影响研究结果表明：钢轨头部损伤几乎全是疲劳损伤，钢轨折损率随轴重的增加而增加。

一、轴重对轮轨相互作用的影响1.轴重对轨道损伤的影响接触理论表明：轮、轨面上的接触应力和轨头内部的剪切应力与轴载荷成正比，且与车轮直径及踏面外形有关。

一、轴重对轮轨相互作用的影响“钢轨承受轮载而产生的轮轨接触应力、轨头内部的剪切应力、局部应力和弯曲应力将相应增加；同时疲劳荷载作用下的应力水平也将随之提高，从而大大缩短钢轨的使用寿命。

一、轴重对轮轨相互作用的影响列车运行中，因为存在车轮偏心和扁疤，或者遇到轨道不平顺时，都会引起轮轨间产生冲击载荷，这种载荷属于轮轨间的“动态作用力”。2.高速对轮轨间垂向作用的影响

下图为B0-B0式电力机车以160km/h速度进行线路试验得出的过轨接头时轮轨间总载荷的时间历程。该电力机车的轴重为20t。一、轴重对轮轨相互作用的影响时间（ms）5.04.03.02.03.004812实验值理论值载荷化P1力出现在轮轨冲击后的瞬时（约0.3～0.4ms），频率为500Hz～1000Hz，称之为高频力，其值为车轮静载的5倍左右。垂向总载荷与车轮静载荷之比轮－轨系统冲击响应的理论计算值实测值

一、轴重对轮轨相互作用的影响

一、轴重对轮轨相互作用的影响下图为B0-B0式电力机车以160km/h速度进行线路试验得出的过轨接头时轮轨间总载荷的时间历程。该电力机车的轴重为20t。时间（ms）P2力出现在轮轨冲击2ms以后，持续时间较长，频率为20Hz～100Hz，称之为中频力，其值为车轮静载的2.5～3.5倍。

一、轴重对轮轨相互作用的影响1.55004003002001000012345678910时间t(ms)轮轨力P(kN)P1P2V=250km/hV=200km/hV=160km/hV=120km/hV=80km/hV=40km/h各种车速下轮轨冲击力响应的比较

一、轴重对轮轨相互作用的影响“在列车高速运行的情况下，有效降低轴重可以减小列车高速运行时轮轨间的动作用力，减小轮轨冲击对线路、车辆造成的损伤，降低线路的基建投资和维护费用；同时减轻轮轨之间的噪音，改善环境，大大提高列车的运行品质。

一、轴重对轮轨相互作用的影响表2-1各国高速列车轴重比较车型最高运营速度(km/h)最大轴重(t)平均轴重(t)(日)0系列21016.015.1(日)100系列22015.014.5(日)300系列27011.311.1(法)TGV-PSE27017.016.0(法)TGV-R30017.016.0(法)TGV-2N30017.016.3(德)ICE25019.515.1(德)ICE-228019.514.2(意)ETR012.3

二、轴重对运行阻力的影响“动车组的运行阻力=基本运行阻力+各种附加阻力“基本运行阻力=机械阻力+空气阻力

三、轴重对动车组制动负荷的影响列车的制动负荷为：

小结动车组轻量化有利于降低轴重，减少车辆和线路的损伤以及提高旅客乘坐舒适度；有利于降低运行阻力，节省能量；有利于减轻制动系统的负担。

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