第三体介质诱导轮轨间低黏着行为研究进展

摘要

轮轨黏着行为对列车的牵引和制动具有决定性影响,是轮轨关系中极为重要的关键基础性科学问题。然而,轮轨黏着是一个十分复杂的摩擦学过程,列车在线路上运行时不可避免地会遇到雨水、落叶和机油等“第三体介质”的污染,从而使轮轨黏着大大降低,给列车的行驶带来严重的安全隐患。因此,对轮轨黏着机理的相关研究可为铁路预防和处理轮轨低黏着现象提供理论支撑,有助于发展轮轨增黏防滑的新方法和新对策。近年来,第三体介质对轮轨黏着的影响机理及其作用规律引起了国内外学者的广泛关注。许多研究人员利用轮轨滚动接触试验台通过比例试样模拟不同服役工况的轮轨黏着;随着研究的不断深入,部分研究者通过建立数值模型对介质下的轮轨滚动接触行为进行仿真模拟,并与试验结果进行对比验证。相关研究结果在一定程度上揭示了第三体介质对轮轨黏着的影响规律,为深入理解轮轨低黏着现象提供了理论依据,具有重要的理论参考价值;同时,对于保证高速列车的运行安全、保障我国高速铁路网的全天候正常运营具有深远的工程意义。文中分别从水、树叶、油以及不同类型铁的氧化产物等第三介质对轮轨黏着的影响展开讨论,重点综述了模拟试验、模型仿真以及如何有效应对低黏着行为等方面的国内外研究进展及现状。最后,指出轮轨低黏着问题现有研究的不足以及对未来的展望。