鐵路車輪非圓化對車輛—軌道系統(tǒng)動力學(xué)行為的影響.pdf

1、車輪非圓化是各種鐵道車輛普遍存在的一種車輪傷損形式。由于車輪與鋼軌的剛性接觸特性，車輪踏面的幾何缺陷會加劇輪軌動力作用，不僅對車輛和軌道部件產(chǎn)生不利影響，而且對行車安全構(gòu)成潛在威脅。為保證列車的行車安全，須及時對車輪踏面的不圓順狀態(tài)進(jìn)行合理控制。目前學(xué)術(shù)界對車輪非圓化的形成機理及其影響規(guī)律的認(rèn)識尚不充分，因此有必要針對該問題開展進(jìn)一步的深入研究。為研究車輪非圓化對輪軌垂向動力作用的影響，開展了對地鐵車輪徑向偏差的現(xiàn)場測試工作，分析總結(jié)了

2、車輪不圓順的幾何特征。
　　本文建立了用于數(shù)值仿真的車輛-軌道垂向耦合動力學(xué)模型，并以實測結(jié)果作為輪軌界面的不平順輸入，在時域和頻域內(nèi)分析了車輪非圓化對輪軌動力作用的影響。結(jié)果表明，車輪非圓化可導(dǎo)致輪軌垂向載荷的大幅波動，車輪徑向偏差的導(dǎo)數(shù)可合理地體現(xiàn)輪軌垂向力的動態(tài)特性；輪軌動態(tài)作用可根據(jù)激振頻率劃分為不同的形式，鋼軌的振動對輪軌動作用力起到了重要的作用；車輪非圓化導(dǎo)致的高頻振動可通過車輛的懸掛系統(tǒng)得到很大程度衰減；多邊形車輪的

3、高階成分可明顯加劇鋼軌的高頻振動；車輛在較高車速和較低軸重下運行時，車輪多邊形化可導(dǎo)致較為明顯的輪重減載，適當(dāng)降低軌下膠墊剛度可在一定程度上減緩輪軌動力作用。為了進(jìn)一步研究非圓車輪在高速下對車輛-軌道系統(tǒng)的動力學(xué)影響，以德國ICE高速列車的多邊形車輪實測結(jié)果作為多重諧波輸入，分析比較了周期型和非周期型兩種非圓車輪的輪軌動力特點。由于高速條件下的輪軌Hertz接觸特性，車輪徑向偏差時變率可有效地反映輪軌動態(tài)作用力。隨著車速的提高，輪軌動態(tài)