車輪偏心失圓與軌道局部不平順對機(jī)車動力學(xué)性能的影響.pdf

1、鐵路運(yùn)營中車輛輪對偏心失圓以及軌道線路某些特定地點的局部不平順，往往會引起車輛系統(tǒng)的異常振動，需要特別關(guān)注。本文針對軌道車輛車輪偏心失圓問題，采用諧波函數(shù)法模擬周期性的一階諧波不圓順，建立車輪偏心失圓的機(jī)車動力學(xué)模型，研究車輪偏心失圓及其幅值變化對機(jī)車動力學(xué)性能的影響規(guī)律。同時針對軟土點軌道區(qū)域易出現(xiàn)的正弦型局部不平順和指數(shù)衰減型局部不平順，通過MATLAB軟件模擬局部不平順作為外部激擾輸入，利用SIMPACK多體動力學(xué)仿真軟件，分析了

2、不同行車速度下不平順幅值變化對機(jī)車各項動力學(xué)指標(biāo)的影響規(guī)律。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步分析了車輪偏心失圓與軌道局部不平順激擾疊合作用下的機(jī)車動力學(xué)響應(yīng)。
　　車輪偏心失圓會在輪軌間產(chǎn)生一個特定頻率的激勵，對機(jī)車垂向動力學(xué)特性有較大影響，會使輪軌垂向力、輪重減載率和垂向振動加速度產(chǎn)生不同程度的惡化，其中輪軌垂向力和輪重減載率隨著失圓幅值的增加呈現(xiàn)規(guī)律性的增加。同時計算結(jié)果表明，如果控制偏心失圓幅值在2.0mm以內(nèi)，在80～160km/h的行

3、車速度域內(nèi)，各項動力學(xué)指標(biāo)都不會超出限值。
　　正弦型局部激擾對機(jī)車垂向上的動力學(xué)特性影響明顯，在該激擾的作用下，輪軌垂向力、輪重減載率與前司機(jī)室垂向振動加速度都會有一個明顯的先增大再衰減的過程，且行車速度越大，各動力學(xué)指標(biāo)增大的幅值也越大;當(dāng)行車速度稍大，垂向振動加速度極易超出限值。指數(shù)衰減型局部激擾對機(jī)車的垂向、橫向上的動力學(xué)特性都有明顯影響（除了前司機(jī)室垂向振動加速度），在該激擾的作用下，輪軌垂向力、輪軸橫向力、輪重減載率和

4、前司機(jī)室橫向振動加速度也都會有一個明顯的先增大再衰減的過程;當(dāng)行車速度較大時，各項動力學(xué)指標(biāo)都會出現(xiàn)不同程度的超出限值的情況。需要注意的是，在指數(shù)衰減型局部激擾作用下，輪重減載率和輪軸橫向力會出現(xiàn)同步的增大和衰減情況并且在某些工況下兩個指標(biāo)會同時超限，這種現(xiàn)象會對機(jī)車運(yùn)行的安全性構(gòu)成極大的威脅。
　　在車輪偏心失圓與線路局部不平順激擾疊合作用下，機(jī)車的各項動力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律與對應(yīng)的只有局部不平順的單一工況時的變化規(guī)律基本同步，達(dá)