Адгезионные свойства между колесо поезда и контакт с рельсами ограничивают тяговую мощность и эффективность торможения железных дорог, влияя на динамическое поведение локомотива/подвижного состава/пути и срок службы материалов колесных рельсов, которые тесно связаны с безопасной эксплуатацией поездов.В условиях низкой скорости коэффициент сцепления между колесом и рельсом обычно находится в диапазоне от 0,2 до 0,4.

В реальных условиях эксплуатации наблюдается резкое снижение коэффициента сцепления высокоскоростных поездов.Например, на скорости 200 км/ч минимально допустимый коэффициент сцепления для французского TGV составляет 0,09, при тестовом коэффициенте сцепления 0,047.

Такие факторы, как высокоскоростное катание, шероховатость контактной поверхности и наличие сторонних сред, таких как вода, могут снизить сцепление между колесом и рельсом, тогда как клеи могут усилить сцепление.Механические свойства клеев на поверхности контакта колеса с рельсом и их применение влияют на механическое поведение качения колеса с рельсом и степень повреждения материалов колеса с рельсом.

В настоящее время нет литературы, предоставляющей теоретический и численный анализ по этому аспекту, и он основан только на эмпирических и экспериментальных результатах, которые применяются для изучения проблем сцепления инженерных колес с рельсами.

Другим аспектом исследования улучшения тяговых и тормозных сил высокоскоростных локомотивов является рассмотрение прочности, которую может выдержать материал контактной поверхности колеса с рельсом.Потому что наиболее важным фактором, вызывающим усталостное повреждение поверхности контакта колеса с рельсом, является касательная сила (или сила трения) между колесом и рельсом.

Слепое усиление эффекта сцепления между колесом и рельсом может привести к повреждению поверхности контакта колеса с рельсом, а в тяжелых случаях — к серьезным авариям, связанным с сходом с рельсов.Поэтому при улучшении сцепления между колесом и рельсом необходимо учитывать сбалансированное развитие прочности материала колеса с рельсом.