高速动车组轮轨高频激励下轴箱轴承载荷特性分析

来源：振动与冲击杂志2025年第19期北京时间：

作者：石怀龙shi@swjtu，周俊屹，王勇，陈龙飞

单位：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室，成都610031

摘要：为掌握高速动车组轴箱轴承的载荷特征，采用车辆-轴承系统精细化动力学仿真方法研究了轮轨高频激励下轴箱轴承载荷演变规律。建立含精细化轴承力元的车辆系统动力学模型，并与台架试验结果进行对比验证；仿真分析轨道随机激励和轮轨高频激扰下轴承载荷分布规律，阐明轴承载荷波动机制。研究表明：车速对轴箱轴承径向载荷均值基本无影响，但高速条件下的载荷波动范围增大；轨道不平顺越差，载荷波动范围越大；车轮多边形磨耗阶次对轴承载荷无明显影响规律，当多边形激扰频率接近轮对固有模态频率时，会加剧轴箱振动并导致载荷增大；车轮多边形幅值越大，轴承载荷均值越大，建议将18~24阶多边形的幅值控制在0.04 mm以下；钢轨波磨的波长越长，轴承载荷波动范围越小，均值基本不变；相比于长波波磨，短波波磨会使轴承载荷波动范围明显增大，波磨幅值越大轴承载荷越大，建议将波长50~70 mm的波磨幅值控制在0.2 mm以下；轮轴横向力作用下四列轴承会发生偏载，同侧两列轴承的偏载规律相反，但四列轴承的轴向力总和与轮轴横向力平衡。研究结果可为轴箱轴承载荷监测和动态评估提供理论参考。<br>

关键词：高速动车组；轴箱轴承；载荷特性；轮轨高频激励；动力学建模