车轮扁疤对轮轨冲击的影响分析

来源：机床与液压杂志2021年第3期北京时间：

作者：林凤涛，王瑞涛，杨洋，肖乾，许自强，董孝卿

单位：华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室；华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室；中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所；华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室；华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室；中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所；中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所

摘要：为探究列车车轮旧扁疤对轮轨冲击的影响规律，建立了考虑柔性轮对的高速动车刚柔耦合模型和有限元扁疤损伤接触模型。分析了不同位置分布的单或双扁疤对轮轨冲击的影响，以避免车辆运行状态下发生跳轨冲击，保证运营安全，并为高速动车组安全运行时车轮损伤限值确定提供依据。分析结果表明：旧单扁疤产生的轮轨垂向冲击力随车速的增大先增大后减小，在100 km/h处达到峰值;速度为100~200 km/h时，当双扁疤间隔70°以下时，第一旧扁疤对第二旧扁疤有增益作用，当间隔70°以上时，增益明显减少，可视作独立扁疤;当车轮存在长度为30 mm的双扁疤时，车轮发生跳轨后最大冲击应力可以达到1 059 MPa。

关键词：刚柔耦合;轮轨冲击;踏面损伤;车轮扁疤限值;多体动力学

基金资助：国家自然科学基金项目（51665014；52065021；51865009；51975210）；江西省自然科学基金项目（20192BAB206022）；中国国家铁路集团有限公司科研开发计划课题（P2018J001；J2019J002）