鐵路車輪非圓化對(duì)車輛—軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響.pdf

1、車輪非圓化是各種鐵道車輛普遍存在的一種車輪傷損形式。由于車輪與鋼軌的剛性接觸特性，車輪踏面的幾何缺陷會(huì)加劇輪軌動(dòng)力作用，不僅對(duì)車輛和軌道部件產(chǎn)生不利影響，而且對(duì)行車安全構(gòu)成潛在威脅。為保證列車的行車安全，須及時(shí)對(duì)車輪踏面的不圓順狀態(tài)進(jìn)行合理控制。目前學(xué)術(shù)界對(duì)車輪非圓化的形成機(jī)理及其影響規(guī)律的認(rèn)識(shí)尚不充分，因此有必要針對(duì)該問題開展進(jìn)一步的深入研究。為研究車輪非圓化對(duì)輪軌垂向動(dòng)力作用的影響，開展了對(duì)地鐵車輪徑向偏差的現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試工作，分析總結(jié)了

2、車輪不圓順的幾何特征。
　　本文建立了用于數(shù)值仿真的車輛-軌道垂向耦合動(dòng)力學(xué)模型，并以實(shí)測(cè)結(jié)果作為輪軌界面的不平順輸入，在時(shí)域和頻域內(nèi)分析了車輪非圓化對(duì)輪軌動(dòng)力作用的影響。結(jié)果表明，車輪非圓化可導(dǎo)致輪軌垂向載荷的大幅波動(dòng)，車輪徑向偏差的導(dǎo)數(shù)可合理地體現(xiàn)輪軌垂向力的動(dòng)態(tài)特性；輪軌動(dòng)態(tài)作用可根據(jù)激振頻率劃分為不同的形式，鋼軌的振動(dòng)對(duì)輪軌動(dòng)作用力起到了重要的作用；車輪非圓化導(dǎo)致的高頻振動(dòng)可通過車輛的懸掛系統(tǒng)得到很大程度衰減；多邊形車輪的

3、高階成分可明顯加劇鋼軌的高頻振動(dòng)；車輛在較高車速和較低軸重下運(yùn)行時(shí)，車輪多邊形化可導(dǎo)致較為明顯的輪重減載，適當(dāng)降低軌下膠墊剛度可在一定程度上減緩輪軌動(dòng)力作用。為了進(jìn)一步研究非圓車輪在高速下對(duì)車輛-軌道系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)影響，以德國ICE高速列車的多邊形車輪實(shí)測(cè)結(jié)果作為多重諧波輸入，分析比較了周期型和非周期型兩種非圓車輪的輪軌動(dòng)力特點(diǎn)。由于高速條件下的輪軌Hertz接觸特性，車輪徑向偏差時(shí)變率可有效地反映輪軌動(dòng)態(tài)作用力。隨著車速的提高，輪軌動(dòng)態(tài)