柔性轮对的轮轨静态接触和车辆动态性能研究

发布时间：2021-09-04 02:34

　　分别研究了考虑轮对柔性时对轮轨静态接触几何关系和车辆动态性能的影响。首先在假设车轮不变形的前提下,将车轴简化为欧拉-伯努利梁模型,并以LM磨耗形踏面和标准60钢轨为研究对象,求解车轴运动微分方程以获得车轴的变形信息,再基于传统迹线法自编程序进行几何计算,求解变形后的轮轨接触几何参数,并与刚性轮对进行对比。结果表明,在横移量较小的情况下,柔性轮对与刚性轮对接触几何参数差别不大,当横移量较大时,两者有明显差异。其次,在车辆-轨道系统动力学模型中,利用模态叠加法将轮对考虑为柔性,并利用自编动力学积分程序计算常规工况和初始不称重特殊工况,分析其对轮轨力和一系悬挂力影响。结果表明常规工况下考虑轮对柔性的影响较小,而在特殊工况下,由于激励覆盖频率较高,柔性轮对的固有模态容易被激发,对轮轨力和一系悬挂力造成明显影响。 

【文章来源】：铁道机车车辆. 2020,40(04)北大核心

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

弹性车轴简化模型

选取LM磨耗形踏面和标准60钢轨为研究对象，利用MATLAB软件自编基于迹线法的柔性轮对接触几何参数程序，分别计算并对比了考虑轮对柔性与否的接触几何参数，包括轮、轨接触点横向位置，滚动圆半径之差，接触角之差，等效锥度。以下各图为轮对弹性变形接近最大值时刻下（t=0.25s），各参数随轮对横移量变化的情况，摇头角取为3°，横移量变换范围为-8～8mm，轮缘与钢轨不发生接触，仅讨论一点接触情况。图3 右钢轨接触点横向位置变化图

图2 右车轮接触点横向位置变化图图2和图3分别为右车轮及右轨上接触点横向位置的变化情况，以刚性轮对无横移、无摇头角时接触点横向位置为零点，远离轮缘方向为正方向。可以看出，柔性轮对横移量相比均往右横移了一段距离，这是因为考虑轮对柔性后，右侧车轮向外侧翻转一定角度，导致接触点位置外移。右车轮和右轨上接触点位置在横移量较小时，两者相差不大，横移量往负方向增大时，两者之差略有增加，在6mm附近时，两者接触点位置相差最大，右车轮之差为5.97mm，右轨上之差为4.53mm。

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3382382