1. 研究目的与意义（文献综述）

轮轨的波浪形磨损指的是新轮轨投入使用后，在轮轨表面上出现的有规律的波浪形不平顺，简称波磨[1]。一百多年来，它一直都困扰着世界各国铁路的发展，轮轨波磨的存在导致轨道车辆轨道结构激烈的振动，产生噪声，影响乘客乘坐舒适度，大大增加了铁路养护部门的维修工作量和维修费用，不仅影响车辆和轨道结构的使用寿命，严重的还会导致重大脱轨事故的产生[2]。

虽然国内外的研究人员对这一问题进行了大量深入和广泛的研究，但是因为波磨的产生和发展涉及到很多因素[3]，如轮轨接触、车辆动力学、结构动力学、轨道动力学、随机振动、摩擦学、轮轨材料、环境条件等等，关系比较复杂，所以到目前为止仍没有行之有效的解决方法，且关于扭振与轮轨波磨的关系的研究少之又少。

本选题为进一步研究轮轨波磨与扭振的关系，设计一个可供进行实验、测量和研究的实验台，名为轮轨波磨双轮实验台。利用该实验台，可以模拟波磨的产生，通过改变电机的转速，从而研究扭振与波磨的关系。本选题旨在进行此轮轨波磨双轮实验台的结构设计。

据文献记载，早在1889年英国midland线路上就出现了轮轨波磨，但当时的学者都没有对这种类型的磨耗进行解释；1893年，印度的铁路线路上也出现了轮轨波磨现象；1895年，美国的一条电缆车轨道上也出现了轮轨波磨现象；19世纪末，英国有轨电车轨道上出现了严重的波磨；20世纪初，轮轨波磨已成为有轨电车轨道面临的严重问题；德国则成了第一个大范围出现轮轨波磨的国家，整个铁路线路46%钢轨均出现波磨[4, 5]；20世纪60年代，我国铁路一些区段也出现了波磨，到了70年代初，它开始迅速发展，在各区段线路上分布越来越广。

2. 研究的基本内容与方案

此轮轨波磨双轮实验台主要是利用两个大小不一样的轮子，上轮模拟车轮，下轮模拟钢轨，由两个不同的电机分别控制上下轮，转速不同，两轮间产生纵向蠕变，由摩擦自激扭振，从而模拟轮轨波磨[12-15]。

实验台的主要零件有：上轮、下轮、两个电机、四个弹簧钢板、旋转编码器、支架，在结构设计中，应考虑各元件的作用以及关联关系，考虑优化结构，既要设计一系列关联零件来实现各项功能，又要考虑产品结构紧凑、外形美观；既要安全耐用、性能优良，又要易于制造、降低成本。

用价值工程理论指导改进产品结构设计，即以最低的总成本可靠地实现产品的必要功能（主要功能和次要功能），去掉不必要功能。减少不必要的材料消耗，在保证产品质量的前提下，尽量做到缩小体积，减轻重量，降低单位产品材料消耗量。不影响产品功能和使用性能等方面，应当考虑紧缩设计(减小、体积和重量)节约材料，缩小占地(或空间)面积，减少运输费用。零件、部件是组成产品的重要单元。零件、部件设计的如何直接关系到整个产品的性能，经济指标和技术指标。为了提高产品性能，简化装配工作，在保证机械性能和某些特殊功能的情况下，尽可能地简化结构，节约材料。在产品设计中实行零、部件的标准化和通用化，为实行集中专业化生产创造了条件，从而有效地提高劳动生产率和材料利用率，节约材料并降低产品的制造成本。零件以及部件实行标准化、通用化的范围是极其广泛的。那些用途相同．结构相似，参数和尺寸变化有规律的零、部件，可制定统一标准。有些零件不具备制订标准的条件，但能够在同类产品或不同类产品之间通用。

为了刚好的进行此实验台的结构设计，制作流程框图如下：

3. 研究计划与安排

第1-2 周：查阅文献与专利，翻译英文文献；

第3周：完成综述的攥写；

第4周：完成实验台的方案构想，准备开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 温泽峰. 钢轨波浪形磨损研究[d]. 成都: 西南交通大学, 2006.

[2] 李刚. 摩擦振动引起波状磨耗的试验研究[d]. 西南交通大学, 2013.

[3] 李霞. 地铁钢轨波磨形成机理研究[d]. 成都: 西南交通大学, 2012.