文 献 综 述
- 本课题研究的目的和意义
（一）：研究目的
在列车行驶途中，列车车轮和其接触的钢轨表面会不断的产生摩擦，所谓擦伤是指车轮在钢轨上滑行，将车轮踏面磨损成一块或者多块平面所造成损伤的总称。擦伤会使轮轨接触情况恶化，给列车和钢轨带来冲击振动，损害钢轨，影响钢轨的使用寿命；会使列车车身振动，导致列车上的零件松动、磨损，车上物品损坏[1]。 随着列车向高速、高密度和重载方向的发展，车轮踏面擦伤现象随之增多，而机车车轮的运行状 态在整个车轮轨道系统中起着非常重要的作用。列车车轮擦伤的测量是铁路部门一直密切关注和 不断研究改进的课题，因为踏面的擦伤是影响运行安全性、平稳性和运用经济性的重要因素。
（二）：研究意义
高速动车组虽然采用了先进的防滑和防空转技术，车轮和钢轨的擦伤已减少到较低水平，但车轮擦伤是不可避免的，这是世界各国铁路普遍存在且难以解决的问题，车轮擦伤问题不仅困扰车辆运行部门，且会给钢轨和轨枕等带来伤害轮轨间垂向冲击作用是限制机车车辆轴重增大和列车速度提高的关键因素。因此，研究车轮擦伤及其引起的动力学问题很有现实意义，已经引起了不少学者的关注。
- 本课题国内外研究现状
因为列车车轮擦伤带来的危害很大，所以各个国家从20世纪70年代开始，就陆续展开了自动检测列车车轮擦伤的研究工作，工作内容包括研究产生车轮擦伤的不同原因、如何检测出车轮擦伤、并对其修理。对车轮擦伤工作研究比较早的国家有美、德、瑞典、俄罗斯和日本。国外常用的检测方法有德国等欧洲国家采用电信号检测法，日本、俄罗斯采用的振动加速度检测法和美国采用的冲击载荷法等。目前检测方法有振动加速度检测方法， 轮轨作用力检测方法，弹片式位移计检测方法，踏板法，光学式检测方法。我国采用的列车车轮擦伤检测系统将德国的相关技术引进，利用光截图像测量法和电磁超声探伤技术，研发的LY系列车轮故障在线式动态检测系统，次检测系统能够在线对列车车轮进行动态监测[2-6]。
- 本课题国内外研究方法
上世纪70年代后，世界各国相继开展了列车车轮对踏面的自动化监测研究，各种新技术逐渐被应用到车轮踏面擦伤及磨损的监测中，为了提高检车质量，缩短检车作业时间，减轻工人的劳动强度。按照列车运行状态，我们可将轮对踏面擦伤监测方法分为静态测量法和动态测量法两种。所谓静态测量法是指列车车辆在静止检修时对各个参数进行测量，而动态测量法是指列车车辆在运行过程中对轮对状态进行动态的测量。但就目前而言，国内外对于踏面擦伤的监测方法也有另一种划分，那就是根据监测原理不同的划分，大致分为以下几种：轨道电路中断时间法，振动监测法，CCD成像法，超声波检测法，应变片法和人工测量法[7-10]。下面就对这些方法做一些简单介绍。
（1）轨道电路中断时间法：这种方法也叫车轮瞬间腾空法，在德国应用较多。它的做法是将钢轨切成四个测量段，每段之间进行绝缘，利用每个测量段里的两边钢轨和轮对形成回路，并通过电流形成闭环。如果车轮踏面存在擦伤，则擦伤车轮在损伤处产生跳动，使轨道电路短时中断，中断时间就作为判断踏面擦伤程度的依据。
（2）振动检测法：振动检测法是通过监测踏面损伤车轮与钢轨动态接触时产生的振动加速度来测量踏面损伤程度。日本首先采用这种方法研制了车轮踏面损伤监测装置，采用在钢轨底座安装2个相同的加速度传感器，相聚半轮周长S/2，测量前后1/4周长的振动加速度。当列车到来时，车轮探测器发出信号时系统开始工作，测量出擦伤车轮通过钢轨时冲击力的大小，从而推算出擦伤量的大小。
（3）CCD成像法：该方法主要是结合了先进的CCD成像技术和计算机控制技术，通过CCD成像将预检部位的图像拍摄下来，由图像处理软件进行后处理工作，从而迅速得到受检车轮对踏面的磨损和擦伤值。
