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轮轨粘着模拟数值计算研究的开题报告
一、研究背景及意义
作为现代交通工具中的重要部件，铁路轮轨粘着性态的研究一直备受关注。轮轨粘着性是指轮和轨道之间的接触面积受到一定粘着力的束缚，在牵制力下实现牵制状态的一种物理现象。轮轨粘着性是铁路运行安全性、车辆与轨道磨损程度的重要影响因素。因此，针对铁路车辆运行的研究中，轮轨粘着性是一个非常关键的研究方向。
近年来，随着计算机技术的快速发展，基于数值计算的轮轨粘着性研究手段逐渐成为主流。这种方法可以通过建立适当的数学模型，利用计算机进行仿真计算，从而更为准确地描述和预测轮轨粘着性态。因此，以数值计算为手段的轮轨粘着性研究具有非常重要的意义和巨大的应用价值。
二、研究内容及技术路线
（一）研究内容
本课题主要探讨轮轨粘着模拟数值计算的相关问题，具体包括以下几个内容：
1.轮轨接触力模型的建立：通过对轮轨粘着过程中接触力机理进行研究，建立轮轨接触力模型。
2.轮轨弹性变形模型的建立：通过研究轮轨弹性变形过程中的物理规律，结合实验数据，建立轮轨弹性变形模型。
3.轮轨摩擦力模型的建立：通过考虑表面摩擦力、奇异性摩擦力和胀大摩擦力等因素，建立轮轨摩擦力模型。
4.数值计算模型的建立：将接触力模型、弹性变形模型和摩擦力模型相结合，建立轮轨粘着模拟数值计算模型。
5.数值计算结果的分析与预测：将建立的数值计算模型应用于实际轮轨粘着问题的计算，通过分析计算结果，给出轮轨粘着性态的预测和评估。
（二）技术路线
本课题的技术路线主要包括以下几个步骤：
1.文献调研及数据采集：对轮轨粘着模拟数值计算的相关文献进行综述，同时搜集和整理相关实验和野外数据。
2.轮轨接触力模型的建立：通过理论推导及实验验证，建立轮轨接触力模型，并进行数值验证。
3.轮轨弹性变形模型的建立：建立轮轨弹性变形模型，并与实验数据进行比对，验证其准确性。
4.轮轨摩擦力模型的建立：综合考虑不同因素对轮轨摩擦力的影响，建立轮轨摩擦力模型，并进行数值验证。
5.数值计算模型的建立：将建立的轮轨接触力模型、弹性变形模型和摩擦力模型相结合，建立轮轨粘着模拟数值计算模型。
6.数值计算结果的分析与预测：将建立的数值计算模型应用于实际轮轨粘着问题的计算，通过分析计算结果，给出轮轨粘着性态的预测和评估。
三、预期成果及应用前景
本课题的主要预期成果是：建立轮轨粘着模拟数值计算模型，分析轮轨粘着性态，预测轮轨粘着问题。具体包括以下几个方面：
1.建立轮轨接触力模型、弹性变形模型和摩擦力模型，可为轮轨接触力研究提供重要的理论参考。
2.建立轮轨粘着模拟数值计算模型，可为轮轨粘着性态的预测和评估提供可靠的数值分析手段。
3.研究成果可为铁路货运和客运安全性评估、铁路车辆和轨道设施磨损评估及减振降噪等方面提供技术支撑。
总之，本课题的研究成果有望对我国铁路运输事业的发展和改进产生积极的推动作用。