高速動車組車輪型面優(yōu)化研究.pdf

1、隨著列車運行速度的提高，高速鐵路中的輪軌磨耗問題更加凸顯。列車車輪的型面對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)位論文以某型動車組車輪為對象，研究了高速動車組車輪型面的優(yōu)化設(shè)計問題，旨在提高輪軌匹配性能，達到減小輪軌磨耗，延長輪對服役周期的目的。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)動力學(xué)性能求解方法，

2、并給出了動力學(xué)性能參數(shù)及評價指標，為車輪型面優(yōu)化設(shè)計建立了理論基礎(chǔ)。
　　其次，通過對我國高速鐵路幾種常用動車組車輪實測磨耗數(shù)據(jù)的分析，找到了造成本文研究對象的輪對報廢的主要原因為輪緣磨耗超限。計算了該型動車組車輪輪緣磨損后的接觸特性和動力學(xué)性能，分析了車輛懸掛參數(shù)對車輛直線運行性能和曲線通過性能的影響，為后續(xù)型面優(yōu)化設(shè)計提供了依據(jù)。
　　最后，提出了一種改進的并行反求設(shè)計方法。在該方法中，通過數(shù)值優(yōu)化算法自動搜索出目標性能

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