基于MATLAB的車輛輪軌力數(shù)值研究.pdf

1、眾所周知，隨著“一帶一路”政策的正確引導(dǎo)，我國(guó)高鐵的運(yùn)營(yíng)里程不斷刷新。高鐵已成功地走出中國(guó)，邁向國(guó)際市場(chǎng)。所以，為了加大鐵路運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)能，合理縮減運(yùn)營(yíng)成本，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，高鐵提速已是必趨之勢(shì)。然而，伴隨著這種大環(huán)境，裝配式橋梁結(jié)構(gòu)在鐵路線路中的大量使用，鐵路車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題的研究就顯得越來(lái)越刻不容緩。為了有效評(píng)估線路中既有橋梁的運(yùn)行狀態(tài)，全面合理地優(yōu)化設(shè)計(jì)新建橋梁，分析有列車過(guò)橋的車橋耦合振動(dòng)問(wèn)題十分必要。列車沿軌道運(yùn)行時(shí)，輪軌起著關(guān)

2、鍵性的作用。輪對(duì)在沿著鋼軌滾動(dòng)的接觸過(guò)程中，不僅承受著較大的載荷，還起到列車的牽引、制動(dòng)和導(dǎo)向等重要作用。它們之間的作用行為直接影響著列車的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性和安全。輪軌滾動(dòng)接觸行為和很多因素有關(guān)，如輪軌接觸表面狀態(tài)、材料、環(huán)境、運(yùn)動(dòng)行為和輪軌的幾何型面等。所以，輪軌滾動(dòng)接觸是十分復(fù)雜的問(wèn)題。為了確保高速、重載、運(yùn)輸安全，進(jìn)一步提高運(yùn)輸質(zhì)量，必須深入細(xì)致的研究輪對(duì)與軌道的相互作用，而輪軌幾何關(guān)系的確立則是首要解決的復(fù)雜課題。而在這過(guò)程中，弄清楚

3、輪軌之間的耦合關(guān)系，并求得精確的輪軌力數(shù)值解，是解決輪軌關(guān)系問(wèn)題的必要條件。計(jì)算機(jī)仿真是一種比較有效和經(jīng)濟(jì)的方法。
　　本文運(yùn)用車輛、橋梁耦合大系統(tǒng)的思想，建立了機(jī)車輪軌間的接觸模型。借助數(shù)值仿真的思想及數(shù)學(xué)工具矩陣實(shí)驗(yàn)室（Matlab），并根據(jù)該模型的特點(diǎn)自主編程。重點(diǎn)研究了輪軌接觸幾何關(guān)系，輪軌之間垂向、橫向相互作用力。給出了垂向Hertz非線性彈性接觸力和橫向Kalker蠕滑理論的推導(dǎo)過(guò)程。并著重介紹以跡線法為理論基礎(chǔ)，整合