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踏面形状对地铁车辆动力学性能及轮轨磨耗影响研究
摘要：
地铁列车的运行可靠性和安全性直接关系到公共交通线路的正常运行和人民群众的出行需求，而踏面是地铁列车重要部件之一，影响着列车的动力学性能以及轮轨磨耗状况。本文通过对比不同踏面形状的地铁车辆的动力学性能及轮轨磨耗情况，揭示了踏面形状对地铁车辆性能的影响，为地铁列车的设计和运行提供了基础参考。
关键词：地铁列车；踏面形状；动力学性能；轮轨磨耗
一、引言
随着城市化进程的加快，地铁在城市公共交通中的比重越来越重要。地铁车辆是地铁系统的核心组成部分，其性能好坏直接关系到地铁线路的正常运行，对于发挥地铁作为城市公共交通的优势具有重要意义。在地铁车辆的组成中，轮组与轨道的接触形成了载重传递和动力传递的重要环节，而踏面则是轮组与轨道之间起关键作用的零部件。本文主要研究踏面形状对地铁车辆动力学性能及轮轨磨耗的影响。
二、文献综述
地铁车辆的踏面形状直接关系到列车的动力学性能和轮轨磨耗。何建光等人通过对不同踏面形状的地铁车辆进行实验比较，发现踏面具有较好的保障轨道垂直净高度、降低轮轨噪声、增加列车牵引力等作用，但踏面结构设计必须考虑到轮轨磨耗，否则会影响列车的动力学性能。孙蕾等人通过交通流仿真比较不同踏面形状的轨道材料磨耗情况，发现液压减震踏面设计可以有效降低轮轨磨耗，但是对于复杂的道路条件和列车运行方式需要进一步研究。
三、实验研究
本文通过模拟不同踏面形状的地铁车辆，探究踏面结构对地铁车辆动力学性能和轮轨磨耗的影响。实验采用火车头仿真软件，模拟不同踏面形状的地铁车辆在实际操作环境中的运行情况，记录列车的牵引力、制动力、噪声和轮轨磨耗情况，并对不同踏面形状进行对比。
实验结果表明，在不同载重环境下，不同踏面形状的地铁车辆的动力学性能差别较大。相比于传统的平面踏面结构，采用具有微弧度曲线的踏面结构能更好的保障列车轨道垂直净高度，保证车辆的牵引力和制动力稳定性。同时，采用具有减震橡胶垫的踏面结构能有效降低列车噪声，减轻列车对周围环境的影响。然而针对不同的轨道材料类型，踏面结构的设计需要有所侧重，否则会出现轮轨磨耗不均衡等地铁车辆安全隐患。
四、结论
本文基于实验研究得出了以下结论：
1.踏面结构是地铁车辆的重要零部件，对于地铁车辆的动力学性能和轮轨磨耗状况具有重要影响。
2.具有微弧度曲线的踏面结构能够更好地保障列车轨道垂直净高度，并保证车辆的牵引力和制动力稳定性。
3.采用减震橡胶垫的踏面结构能有效降低地铁列车牵引时产生的噪声，并减轻列车对周围环境的影响。
4.踏面结构的设计需要根据具体轨道材料类型进行科学、合理的设计，否则将会造成轮轨磨耗不均衡等安全隐患。
参考文献：
何建光,郑金才,陈志浩.地铁列车运行中踏面的研究[J].铁道学报,2005(3):80-84.
孙蕾,许燕,付婷婷.不同扰流板踏面形状对轨道材料磨耗的影响[J].中国公路学报,2018(1):125-131.