基于弹性模型的高速列车曲线通过时轮轨接触特性研究

来源：机械工程学报杂志2018年第4期北京时间：

作者：杨光, 任尊松

单位：1. 北京交通大学载运工具先进制造与测控技术教育部重点实验室 北京 100044;2. 中国铁道科学研究院金属及化学研究所 北京 100081

摘要：为研究高速列车曲线通过时的轮轨接触几何关系、蠕滑性能及磨耗情况，基于我国某型高速动车组，利用有限元和多体动力学方法，考虑轮对旋转运动，建立高速列车车辆系统弹性模型，并通过数值仿真，得到高速列车曲线通过时，不同曲线参数影响下，轮轨接触点横向位置、轮轨蠕滑力以及轮轨磨耗指数等的变化规律。结果表明，相对于刚性模型，利用车辆系统弹性模型仿真能够更加真实反映轮对旋转运动时的轮轨接触状态，也更符合高速列车实际曲线通过情况。高速列车曲线通过速度和线路横向不平顺激扰幅值增大均会显著加剧轮对横向位移、轮轨接触点横向位置、轮轨横向蠕滑力等轮轨系统横向相互作用，且会加大轮轨磨耗；曲线半径和超高增大对于曲线轨道外侧轮轨磨耗影响较大，但对于轮轨系统横向相互作用影响较小。将通过速度为350 km/h的7 000 m半径曲线超高设置为170 mm，可有效平衡内、外侧轮轨磨耗，列车降速通过则会加剧曲线内侧轮轨磨耗。

关键词：轮轨接触,磨耗,曲线通过,蠕滑力；

基金资助：国家自然科学基金（51575036）和国家重点研发计划课题（2016YFB1200403）资助项目