严寒季冻区路基冻胀变形对车轮多边形磨耗演化影响研究

来源：振动与冲击杂志2025年第15期北京时间：

作者：丁旺才,，张呈祎，吴少培，李得洋，高全福，李强，李国芳7968

单位：1.兰州交通大学机电工程学院，兰州730070;2.西安交通工程学院机械与电气工程学院，西安710300

摘要：为研究严寒地区高速铁路车轮多边形磨耗演化规律，首先以我国季冻区无砟轨道结构为研究对象建立考虑结构配筋的 CRTS III 型板式无砟轨道精细化非线性有限元分析模型，其次建立基于轮对、构架以及轨道柔性的车辆-轨道-路基耦合动力学模型，结合适用于计算车轮圆周长期磨耗演化的MATLAB预测模型，研究不同温度梯度下车轮多边形圆周磨耗演化规律，进一步分析严寒地区路基不均匀冻胀变形对车轮多边形圆周磨耗演化的影响。结果表明：在20℃~-40℃温度梯度范围内，严寒环境会加剧车轮多边形磨耗演化速率，磨耗后期车轮粗糙度水平及多边形幅值显著大于常温环境，波动幅度甚至超过两倍；路基冻胀幅值主要影响车轮多边形磨耗演化速率，幅值越大，演化速率越快，但对磨耗演化区域的影响较小；冻胀波长主要影响车轮磨耗量的累积位置，随着波长的增大，磨耗量会在车轮均匀叠加，波长越大，越趋于规则性磨耗，而冻胀波长对车轮磨耗速率影响甚微，研究结果可为严寒地区高速铁路车轮磨耗提供参考。<br>

关键词：高速列车；车轮多边形；刚柔耦合；磨耗演化；路基冻胀变形