高速動(dòng)車組車輪型面優(yōu)化研究.pdf

1、隨著列車運(yùn)行速度的提高，高速鐵路中的輪軌磨耗問(wèn)題更加凸顯。列車車輪的型面對(duì)輪軌間的磨耗有著直接的重要影響。合理的車輪型面可以提高輪軌匹配特性，進(jìn)而減小輪軌磨損，降低鐵路和列車維修成本。本學(xué)位論文以某型動(dòng)車組車輪為對(duì)象，研究了高速動(dòng)車組車輪型面的優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，旨在提高輪軌匹配性能，達(dá)到減小輪軌磨耗，延長(zhǎng)輪對(duì)服役周期的目的。論文的主要工作及取得的研究成果如下。
　　首先，介紹了輪軌接觸幾何、接觸力學(xué)參數(shù)以及車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能求解方法，

2、并給出了動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)及評(píng)價(jià)指標(biāo)，為車輪型面優(yōu)化設(shè)計(jì)建立了理論基礎(chǔ)。
　　其次，通過(guò)對(duì)我國(guó)高速鐵路幾種常用動(dòng)車組車輪實(shí)測(cè)磨耗數(shù)據(jù)的分析，找到了造成本文研究對(duì)象的輪對(duì)報(bào)廢的主要原因?yàn)檩喚壞ズ某蕖Ｓ?jì)算了該型動(dòng)車組車輪輪緣磨損后的接觸特性和動(dòng)力學(xué)性能，分析了車輛懸掛參數(shù)對(duì)車輛直線運(yùn)行性能和曲線通過(guò)性能的影響，為后續(xù)型面優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。
　　最后，提出了一種改進(jìn)的并行反求設(shè)計(jì)方法。在該方法中，通過(guò)數(shù)值優(yōu)化算法自動(dòng)搜索出目標(biāo)性能

3、曲線。運(yùn)用改進(jìn)方法，以降低輪緣磨耗為目的，選取滾動(dòng)圓半徑差為目標(biāo)性能曲線，對(duì)車輪型面進(jìn)行了優(yōu)化。優(yōu)化結(jié)果表明:與優(yōu)化前踏面相比，優(yōu)化型面提高了輪對(duì)橫移0～9mm范圍內(nèi)的滾動(dòng)圓半徑差，可以有效降低車輛通過(guò)小半徑曲線時(shí)的輪緣磨耗，同時(shí)保證了踏面較好的直線運(yùn)行性能和大半徑曲線通過(guò)性能。
　　本學(xué)位論文借助于SIMPACK軟件完成了動(dòng)力學(xué)計(jì)算，采用MATLAB軟件完成了基于Kalker三維彈性體非赫茲滾動(dòng)接觸理論的接觸性能計(jì)算以及基于改進(jìn)