文献综述
1.1 研究背景
城市轨道交通普遍具有运量大、准时、效率高、能耗低、集约化、速度快、乘坐方便、安全舒适等诸多优点，而地铁更是极大减少了与其他运输系统的重叠、交叉，受到干扰小，运量也更大，是缓解城市交通拥堵问题、优化城市空间布局、实现城市均衡发展的重要途径。近年来，随着我国社会经济的快速发展，资源紧缺、客货运力不足、道路交通拥堵、排放及噪声污染、公交便捷及安全等问题逐渐引起人们的关注，因此安全、高效、绿色的新型轨道交通将是未来公共交通发展的主要方向，地铁已成为我国目前城市轨道交通领域主流运输工具并且在未来城市轨道交通新增运营线路和市场中已基本占据主导优势。
车轮作为地铁车辆的关键部件，其不仅承受着车体载荷，而且充当着车辆频繁制动中的摩擦副，承受摩擦中的热负荷。轨道交通车辆运行密度大，载重高，随之发生的轨道交通运输事故也在不断增加，对于车辆而言，轮对性能的好坏对轨道交通安全运行极为重要。随着地铁车辆运行间隔的缩短、运行速度的提高及运力运量的攀升，列车轮对故障种类变得越来越复杂多样，车轮踏面、轮缘的故障几率也随之增加。通过分析地铁车辆轮对故障情况，制定相应对策，降低轮对故障几率，可以有效延长轮对全寿命使用周期，确保列车运营安全。
地铁车辆轮对故障情况多种多样，车轮常有的损伤形式表现为轮缘以及踏面的磨耗、裂纹，轮缘缺损、踏面擦伤、剥离、缺损、局部深入、踏面外侧辗宽、踏面上有金属熔融物等。都有可能接影响运行安全。其中容易频繁出现故障常常表现为轮缘与踏面磨耗、踏面擦伤、裂纹以及剥离等形式。
（1）轮缘与踏面磨耗
轮缘与踏面的圆周磨耗是由于长期运行中踏面与钢轨摩擦造成的车轮直径减小，并改变轮对踏面标准轮廓尺寸踏面磨耗严重将会改变踏面标准外形尺寸，使踏面与钢轨经常接触部分的磨耗变大，轮对蛇形运动的波长减小，频率增高，影响车辆运行的平稳性。
（2）踏面擦伤
踏面擦伤是由车轮在钢轨上发生滑行造成的，车轮滑行时轮对踏面与轨道接触的部分成了固定的磨擦面，该摩擦面和轨道不断的发生摩擦而使车轮踏面上产生局部平面的磨耗，进而产生擦伤。踏面局部擦伤通常是由于制动器故障造成，整个车轮踏面擦伤通常是由于轮对长时间空转导致。当机车车辆和钢轨在运行过程中接触时，只要发生了相对较长时间的相对滑动位移，就十分容易产生擦伤。
（3）裂纹以及剥离
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