制动工况下虚拟轨道列车轮胎‒道路接触应力研究

来源：同济大学学报·自然科学版杂志2024年第12期北京时间：

作者：张济民，王金杰，王承萍，周和超，孙丽霞

单位：1.同济大学 铁道与城市轨道交通研究院，上海 201804;2.中国铁道科学研究院集团有限公司，北京 100081

摘要：为解决虚拟轨道列车试行过程中车站及十字路口处路面损伤严重的问题，考虑车辆?轮胎?路面的相互作用，通过构建虚拟轨道列车动力学模型获取动态轮胎力，采用Abaqus有限元软件建立了花纹轮胎和黏弹性沥青路面模型，根据任意拉格朗日?欧拉（ALE）法分析比较了匀速、制动工况下轮胎与路面的接触应力特征，并研究了滑移率和载荷对制动工况接触应力的影响。结果表明：制动时的纵向应力是造成道路破坏的主要原因，滑移率和载荷对制动时的接触应力有显著的影响。制动工况下最大纵向应力比匀速工况增大约979 kPa；当滑移率从0.02增大到0.06时，最大纵向应力增大约99.8 %；当载荷从40 kN增大到50 kN时，轮胎边缘最大纵向应力增大约98.8 %。因此，在列车运行时应尽量避免制动，同时列车载荷应处于合理的区间内。

关键词：虚拟轨道列车,车辆动力学,轮胎‒道路接触模型,接触应力,有限元分析

基金资助：中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题（2022YJ303）