輪軌粘著模擬數(shù)值計算研究的開題報告

輪軌粘著模擬數(shù)值計算研究的開題報告一、研究背景及意義作為現(xiàn)代交通工具中的重要部件，鐵路輪軌粘著性態(tài)的研究一直備受關(guān)注。輪軌粘著性是指輪和軌道之間的接觸面積受到一定粘著力的束縛，在牽制力下實現(xiàn)牽制狀態(tài)的一種物理現(xiàn)象。輪軌粘著性是鐵路運行安全性、車輛與軌道磨損程度的重要影響因素。因此，針對鐵路車輛運行的研究中，輪軌粘著性是一個非常關(guān)鍵的研究方向。近年來，隨著計算機技術(shù)的快速發(fā)展，基于數(shù)值計算的輪軌粘著性研究手段逐漸成為主流。這種方法可以通過建立適當?shù)臄?shù)學模型，利用計算機進行仿真計算，從而更為準確地描述和預(yù)測輪軌粘著性態(tài)。因此，以數(shù)值計算為手段的輪軌粘著性研究具有非常重要的意義和巨大的應(yīng)用價值。二、研究內(nèi)容及技術(shù)路線（一）研究內(nèi)容本課題主要探討輪軌粘著模擬數(shù)值計算的相關(guān)問題，具體包括以下幾個內(nèi)容：1.輪軌接觸力模型的建立：通過對輪軌粘著過程中接觸力機理進行研究，建立輪軌接觸力模型。2.輪軌彈性變形模型的建立：通過研究輪軌彈性變形過程中的物理規(guī)律，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)，建立輪軌彈性變形模型。3.輪軌摩擦力模型的建立：通過考慮表面摩擦力、奇異性摩擦力和脹大摩擦力等因素，建立輪軌摩擦力模型。4.數(shù)值計算模型的建立：將接觸力模型、彈性變形模型和摩擦力模型相結(jié)合，建立輪軌粘著模擬數(shù)值計算模型。5.數(shù)值計算結(jié)果的分析與預(yù)測：將建立的數(shù)值計算模型應(yīng)用于實際輪軌粘著問題的計算，通過分析計算結(jié)果，給出輪軌粘著性態(tài)的預(yù)測和評估。（二）技術(shù)路線本課題的技術(shù)路線主要包括以下幾個步驟：1.文獻調(diào)研及數(shù)據(jù)采集：對輪軌粘著模擬數(shù)值計算的相關(guān)文獻進行綜述，同時搜集和整理相關(guān)實驗和野外數(shù)據(jù)。2.輪軌接觸力模型的建立：通過理論推導(dǎo)及實驗驗證，建立輪軌接觸力模型，并進行數(shù)值驗證。3.輪軌彈性變形模型的建立：建立輪軌彈性變形模型，并與實驗數(shù)據(jù)進行比對，驗證其準確性。4.輪軌摩擦力模型的建立：綜合考慮不同因素對輪軌摩擦力的影響，建立輪軌摩擦力模型，并進行數(shù)值驗證。5.數(shù)值計算模型的建立：將建立的輪軌接觸力模型、彈性變形模型和摩擦力模型相結(jié)合，建立輪軌粘著模擬數(shù)值計算模型。6.數(shù)值計算結(jié)果的分析與預(yù)測：將建立的數(shù)值計算模型應(yīng)用于實際輪軌粘著問題的計算，通過分析計算結(jié)果，給出輪軌粘著性態(tài)的預(yù)測和評估。三、預(yù)期成果及應(yīng)用前景本課題的主要預(yù)期成果是：建立輪軌粘著模擬數(shù)值計算模型，分析輪軌粘著性態(tài)，預(yù)測輪軌粘著問題。具體包括以下幾個方面：1.建立輪軌接觸力模型、彈性變形模型和摩擦力模型，可為輪軌接觸力研究提供重要的理論參考。2.建立輪軌粘著模擬數(shù)值計算模型，可為輪軌粘著性態(tài)的預(yù)測和評估提供可靠的數(shù)值分析手段。3.研究成果可為鐵路貨運和客運安全性評估、鐵路車輛和軌道設(shè)