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摘要
本文基于摩擦自激振动诱导钢轨波磨的理论，研究高速列车制动区段制动结构/轨道结构对轮对-轨道-制动系统摩擦自激振动的影响，进而提出钢轨波磨的抑制方法。首先，结合现场调研建立了CRH3高速列车轮对-轨道-制动系统有限元模型。然后，采用复特征值法研究了考虑轮轨粘滑和制动滚滑作用下的轮对-轨道-制动系统的摩擦自激振动特性。进而，探究了制动结构中表面织构对整个系统摩擦自激振动特性的影响；对轨道结构中扣件参数进行参数化分析，并采用最小二乘法和粒子群算法求得抑制钢轨波磨的扣件参数的最优解。研究结果表明：高速列车在制动区段时，轮轨粘滑和制动滚滑作用导致的轮对-轨道-制动系统摩擦自激振动的主要频率为526.75 Hz，与现场波磨特征频率接近，说明轮对-轨道-制动系统的摩擦自激振动可能是该区段钢轨波磨的主要诱因；采用具有表面织构的闸片或制动盘能有效抑制制动区段的钢轨波磨，其中沟槽型闸片的抑制效果最佳；当扣件的垂向刚度为65.5 MN/m，横向刚度为46.0 MN/m，垂向阻尼为84.0 kN·s/m和横向阻尼为23.5 kN·s/m时可以有效抑制高速列车制动区段的钢轨波磨。
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