考慮軸承接觸非線性的柔性輪軌耦合動(dòng)力學(xué).pdf

1、隨著鐵路運(yùn)輸事業(yè)的快速發(fā)展，鐵路貨車的運(yùn)行速度在不斷地提高，輪軌間相互作用加劇，隨之也使得一些關(guān)鍵零部件發(fā)生不同程度的損壞。剛性輪軌空間耦合動(dòng)力學(xué)模型一直被作為研究輪軌系統(tǒng)的主要手段，但此模型只局限于研究低頻動(dòng)力學(xué)問題的研究，對于中高頻動(dòng)力學(xué)問題則不是十分準(zhǔn)確。而考慮輪對的柔性則可以解決此問題，故柔性輪對動(dòng)力學(xué)則成為研究的重點(diǎn)。本文建立的柔性輪對-軌道空間耦合動(dòng)力學(xué)模型，考慮了雙列圓錐滾子軸承的多向耦合接觸模型、輪對的柔性以及輪軌的空間

2、接觸等因素。本文主要工作如下:
　　(1)基于集中質(zhì)量法建立了左右承載鞍、軸承外圈和基于模態(tài)疊加法的鋼軌系統(tǒng)的柔性輪對-軌道動(dòng)力學(xué)模型，并在模型中考慮了通過軸承多向耦合接觸模型得來的軸承滾子與內(nèi)外圈之間的非線性作用力;
　　(2)采用基于Matlab的有限元法來表達(dá)車軸的柔性，利用空間梁單元來表達(dá)軸段特性，通過一致剛度矩陣和一致質(zhì)量矩陣求得軸段單元的剛度矩陣和質(zhì)量矩陣，并使用空間向量定位法得到了總體的質(zhì)量矩陣、剛度矩陣以及載

3、荷矩陣;
　　(3)考慮了輪對柔性和鋼軌系統(tǒng)的振動(dòng)對空間輪軌接觸關(guān)系的影響。對柔性輪對-軌道系統(tǒng)的接觸參數(shù)進(jìn)行了修正，使用跡線法和最小距離法求得了輪軌接觸點(diǎn)及相關(guān)接觸參數(shù)。通過赫茲非線性接觸理論求得了輪軌法向力，并采用沈志云-Hedrick-Elkins理論來對Kalker線性蠕滑理論進(jìn)行非線性修正，求解得到了蠕滑力/力矩，并對節(jié)點(diǎn)載荷進(jìn)行了等效處理;
　　(4)介紹了軌道不平順的形成原因及現(xiàn)實(shí)意義，并對多種不平順模型進(jìn)行了