多边形磨耗与表面划伤耦合作用下的铁路车轴动应力研究 

来源：振动与冲击杂志2025年第22期北京时间：

作者：李乾，卢纯，殷硕，许珂，梁红琴 ，邓永权yongquand@swjtu，温泽峰

单位：1.西南交通大学机械工程学院，成都610031；2.西南交通大学国有资产与实验室管理处，成都610031；3.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：车轴的服役可靠性对铁路列车的运行安全至关重要，本文以含缺陷车轴作为研究对象，通过建立考虑柔性轮对和柔性轨道的刚柔耦合动力学模型，利用ANSYS与SIMPACK进行联合仿真，分析了在车轮多边形磨耗及车轴凹槽型划伤的耦合作用下，车辆运行速度、多边形波深、多边形阶次等参数对车轴服役动应力的影响。研究发现，在车轮存在20阶多边形磨耗的情况下，当速度大于250 km/h时，随着速度的增大车轴动应力逐渐增大并在350 km/h的速度下达到峰值，随后随着速度的增大车轴动应力逐渐减小，多边形波深与车轴动应力呈正相关；车轴在常见擦划伤位置存在凹槽型划伤时，轮对三阶弯曲模态会使划伤位置的应力出现阶跃性上升；车轮多边形阶次对车轴动应力峰值的影响较小，但多边形阶次会改变车轴最高应力出现的速度等级，随着多边形阶次的增大，车轴最高应力出现的速度逐渐降低。研究成果可对车轴进行划伤限值分析和服役寿命评估，保障行车安全。<br>

关键词：车轴；多边形；凹槽型划伤；动应力；动力学