車(chē)輪偏心失圓與軌道局部不平順對(duì)機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)性能的影響.pdf

1、鐵路運(yùn)營(yíng)中車(chē)輛輪對(duì)偏心失圓以及軌道線路某些特定地點(diǎn)的局部不平順，往往會(huì)引起車(chē)輛系統(tǒng)的異常振動(dòng)，需要特別關(guān)注。本文針對(duì)軌道車(chē)輛車(chē)輪偏心失圓問(wèn)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(chē)輪偏心失圓的機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)模型，研究車(chē)輪偏心失圓及其幅值變化對(duì)機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)性能的影響規(guī)律。同時(shí)針對(duì)軟土點(diǎn)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(guò)MATLAB軟件模擬局部不平順作為外部激擾輸入，利用SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件，分析了

2、不同行車(chē)速度下不平順?lè)底兓瘜?duì)機(jī)車(chē)各項(xiàng)動(dòng)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(chē)輪偏心失圓與軌道局部不平順激擾疊合作用下的機(jī)車(chē)動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。
　　車(chē)輪偏心失圓會(huì)在輪軌間產(chǎn)生一個(gè)特定頻率的激勵(lì)，對(duì)機(jī)車(chē)垂向動(dòng)力學(xué)特性有較大影響，會(huì)使輪軌垂向力、輪重減載率和垂向振動(dòng)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(shí)計(jì)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(chē)速度域內(nèi)，各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)都不會(huì)超出限值。
　　正弦型局部激擾對(duì)機(jī)車(chē)垂向上的動(dòng)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(dòng)加速度都會(huì)有一個(gè)明顯的先增大再衰減的過(guò)程，且行車(chē)速度越大，各動(dòng)力學(xué)指標(biāo)增大的幅值也越大;當(dāng)行車(chē)速度稍大，垂向振動(dòng)加速度極易超出限值。指數(shù)衰減型局部激擾對(duì)機(jī)車(chē)的垂向、橫向上的動(dòng)力學(xué)特性都有明顯影響（除了前司機(jī)室垂向振動(dòng)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(dòng)加速度也都會(huì)有一個(gè)明顯的先增大再衰減的過(guò)程;當(dāng)行車(chē)速度較大時(shí)，各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)都會(huì)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(huì)出現(xiàn)同步的增大和衰減情況并且在某些工況下兩個(gè)指標(biāo)會(huì)同時(shí)超限，這種現(xiàn)象會(huì)對(duì)機(jī)車(chē)運(yùn)行的安全性構(gòu)成極大的威脅。
　　在車(chē)輪偏心失圓與線路局部不平順激擾疊合作用下，機(jī)車(chē)的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)指標(biāo)的變化規(guī)律與對(duì)應(yīng)的只有局部不平順的單一工況時(shí)的變化規(guī)律基本同步，達(dá)