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复杂服役环境下多向振动诱导的山地地铁钢轨波磨机理研究

随着国家“交通强国”发展战略的实施，建立以地铁线路为骨架的城市轨道交通系统将是未来山地城市交通发展的主要方向。然而复杂服役环境下山地地铁的钢轨波磨问题突出，严重影响其行车安全和运行品质，已成为制约山地城市轨道交通高速发展的关键因素。山地地铁服役环境复杂多变，具有长大坡道多，转弯半径小且平纵断面曲线交叠等特点，导致钢轨波磨严重且特征多样。本文拟结合理论研究和试验模拟开展复杂平纵断面线路条件下山地地铁钢轨波磨机理的研究。首先，结合山地地铁的现场测试和车辆-轨道系统的动力学分析，建立光滑轨面和磨损轨面的多轮对-钢轨-制动系统的摩擦耦合仿真模型，解析多向振动诱导下轮轨系统的摩擦耦合振动机制；然后，考虑钢轨材料在磨耗过程中的弹塑性变形和硬化特性，研究轮轨系统摩擦耦合振动与钢轨磨耗的相位关系，构建钢轨磨耗迭代模型；进而，结合试验模拟验证并反馈完善理论研究，明晰轮轨系统摩擦耦合振动与钢轨磨耗的关联规律，揭示山地地铁的钢轨波磨机理。研究成果有望推动复杂服役环境下山地地铁钢轨波磨控制方法的工程应用，并为保障山地地铁的运营安全提供必要的科学依据和理论支撑。