柔性轮对结构振动对车辆动力学性能的影响
考虑接地效应的轮胎柔性圆环建模及其径向振动特性研究
考虑接地效应的轮胎柔性圆环建模及其径向振动特性研究1. 内容综述本研究旨在考虑接地效应的轮胎柔性圆环建模及其径向振动特性。
轮胎柔性圆环作为车辆行驶过程中的重要部件，其振动特性对于提高车辆行驶稳定性和舒适性具有重要意义。
随着汽车行业对轻量化、安全性和环保性能的要求不断提高，轮胎柔性圆环的研究也逐渐受到关注。
在现有研究中，轮胎柔性圆环的建模方法主要分为两种：一种是基于弹性力学的方法，即将轮胎柔性圆环视为一个弹性体，通过求解弹性方程来描述其振动特性；另一种是基于有限元方法的方法，即将轮胎柔性圆环视为由多个单元组成的结构，通过求解有限元方程来描述其振动特性。
这两种方法在一定程度上可以反映轮胎柔性圆环的实际振动特性，但均未充分考虑接地效应的影响。
接地效应是指轮胎与地面之间的接触产生的电荷分布，它会影响轮胎与地面之间的摩擦力，进而影响轮胎的振动特性。
目前关于接地效应对轮胎柔性圆环振动特性影响的研究仍较为有限。
本研究拟从以下几个方面展开：首先，建立考虑接地效应的轮胎柔性圆环建模方法；其次，通过数值模拟和实验验证所建立模型的有效性；分析接地效应对轮胎柔性圆环径向振动特性的影响，并提出相应的改进措施。
通过对这些方面的研究，本研究将为轮胎设计和制造提供理论依据和技术支持，有助于提高轮胎的性能和使用寿命。
本研究还将为其他类似结构的振动问题提供借鉴和启示。
1.1 研究背景随着科技的不断发展，汽车行业在提高行驶安全、降低能耗和减少排放等方面取得了显著成果。
这些成果并非一蹴而就，而是在许多关键技术的研究和应用中逐步实现的。
轮胎作为汽车的重要部件，其性能对整个车辆的安全性和经济性具有重要影响。
研究者们开始关注轮胎在实际使用过程中所受到的各种力的作用，特别是接地效应对轮胎性能的影响。
接地效应是指轮胎与地面之间的相互作用力，主要包括滚动阻力、静摩擦力和动摩擦力等。
这些力的大小和分布直接影响到轮胎的行驶稳定性、制动性能和燃油经济性等方面。
基于柔性轮对的动车组轮轴疲劳寿命
需要进一步探索柔性轮对的优 化设计和制造方法，提高其性 能和可靠性。
未来可以开展更为全面的疲劳 试验和实际运营验证，进一步 验证柔性轮对的实际效果。
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THANKS
采用合金元素和热处理工 艺来提高材料的力学性能 ，如强度、韧性、耐磨性 和抗疲劳性。
材料质量
严格控制材料的质量和成 分，确保材料性能的稳定 性。
表面处理技术对疲劳寿命的提升
表面涂层技术
采用高分子涂层、电镀、 化学镀等表面涂层技术， 提高轮轴表面的耐磨性和 抗疲劳性。
表面强化处理
通过喷丸、碾压、渗碳淬 火等表面强化处理方法， 提高轮轴表面的硬度和抗 疲劳性能。
基于有限元分析的估算方法
利用有限元分析软件对动车组轮轴进行动力学分析，模拟轮轴在不同载荷条 件下的应力分布和变形情况，然后根据这些数据估算轮轴的疲劳寿命。
疲劳试验与仿真分析
疲劳试验
通过对实际动车组轮轴进行疲劳试验，可以获取轮轴在不同载荷条件下的疲劳寿命数据，这些数据可以为后续 的仿真分析提供依据。
基于柔性轮对的动车组轮轴 疲劳寿命
2023-11-05
目录
• 引言 • 基于柔性轮对的动车组轮轴系统动力学分析 • 轮轴材料与表面处理对疲劳寿命的影响 • 轮轴疲劳寿命预测与可靠性评估 • 基于柔性轮对的动车组轮轴优化设计 • 研究结论与展望
01
引言
研究背景与意义
背景
动车组是现代交通系统的重要组成部分，其运行安全 和效率直接影响到整个交通网络的性能。轮轴作为动 车组的关键部件，其疲劳寿命直接关系到动车组的安 全与可靠性。近年来，随着动车组运行速度的不断提 高，轮轴疲劳问题日益突出，已成为影响动车组运行 安全的重要因素。因此，研究基于柔性轮对的动车组 轮轴疲劳寿命问题具有重要的理论和实践意义。
400 kmh高速铁路轨道几何不平顺敏感波长分析
２０２１年４月第１２卷第２期高 速 铁 路 技 术ＨＩＧＨＳＰＥＥＤＲＡＩＬＷＡＹＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹＮｏ．２，Ｖｏｌ．１２Ａｐｒ．２０２１ 收稿日期：２０２１ ０３ ０１作者简介：杨吉忠（１９８０ ），男，教授级高级工程师。
基金项目：中铁二院工程集团有限责任公司科技发展计划项目（ＫＳＮＱ２０２０５８）引文格式：杨吉忠，谢毅，庞玲，等．４００ｋｍ／ｈ高速铁路轨道几何不平顺敏感波长分析［Ｊ］．高速铁路技术，２０２１，１２（２）：５０－５５．ＹＡＮＧＪｉｚｈｏｎｇ，ＸＩＥＹｉ，ＰＡＮＧＬｉｎｇ，ｅｔａｌ．ＳｅｎｓｉｔｉｖｅＷａｖｅｌｅｎｇｔｈＡｎａｌｙｓｉｓｏｎＴｒａｃｋＧｅｏｍｅｔｒｉｃＩｒｒｅｇｕｌａｒｉｔｉｅｓｏｆ４００ｋｍ／ｈＨｉｇｈ ｓｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙ［Ｊ］．ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２１，１２（２）：５０－５５．文章编号：１６７４—８２４７（２０２１）０２—００５０—０６ＤＯＩ：１０．１２０９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８２４７．２０２１．０２．００９４００ｋｍ／ｈ高速铁路轨道几何不平顺敏感波长分析杨吉忠１ 谢 毅１ 庞 玲１ 姜培斌２ 凌 亮２（１．中铁二院工程集团有限责任公司， 成都６１００３１；２．西南交通大学， 成都６１００３１）摘 要：本文基于车辆－轨道耦合动力学理论，建立了考虑柔性车体的高速列车－轨道耦合动力学模型，对比分析了轨道几何不平顺波长变化对典型高速动车组动力学性能的影响规律，探讨了４００ｋｍ／ｈ行车速度条件下高速铁路轨道几何不平顺的敏感波长。
结果表明：（１）４００ｋｍ／ｈ高速铁路轨道几何不平顺敏感波长主要存在两个范围，短波范围的敏感波长主要与动车组车体的柔性模态有关，中长波范围的敏感波长主要与动车组车辆系统的刚体模态有关；（２）由于悬挂参数的差异，不同型号高速动车组对应的轨道几何不平顺敏感波长存在明显差异，在制定线路养护维修标准时，应考虑整条线路上所有运营的动车组型号；（３）不同类型轨道几何不平顺的敏感波长也存在差异，应针对不同的轨道几何不平顺类型制定相应的敏感波长管理标准。
轮对弹性对铁道车辆动力学性能仿真结果的影响
１ 概述
在铁道 车辆 的仿 真分 析 中 ， 轮对通 常视 为 刚性体 ， 这种建 模对 研究频 率 ｆ＜２ 的低频 动力 学 响应是 ０Ｈｚ 合适 的＿ 。考虑 到轮 轨 接 触对 于微 小 的位 移很 敏感 ， 】 ］
轮对 的弹性 变形对 轮轨 接触 是否会 有影 响 ？铁道 车辆 低频 直线 运行 时 ， 界 速度 是主要 指 标 。运行 速度 临 低于 临界速 度 ， 即 ＜ ， 。 车辆 稳定 运 行 ； 时 如果 ≥ 时 ， 引起 车辆极 限环 运 动 ， 则 即蛇 行 运 动 ， 常 运行 正 中要避 免这 种情况 发 生 。
轨 道子 系统 。
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在 车辆 的设计 过 程 中要 仿 真计 算 ， 有必 要 研究 轮 对为 刚性 体 和 弹性 体 时 是 否会 产 生 不 同的 仿 真 结 果 。本 文建 立 了轮 对 为 弹 性体 的整 车 分 析模 型 ， 与 并
刚性轮对 模 型 的计ห้องสมุดไป่ตู้ 结 果进 行 了对 比。
Ｊ ＧＥ ＮＯＬ 等 （ ） ＵＲ Ｎ ＡＲ Ｄ， 德
摘 要： 研究了轮对分别 为弹性体和刚性体 情况下客车 的直线运行 性能 ， 型 中轮轨 接触 为非线性 。仿 模
真 结果 表 明 ， 对 弹 性 对 车 辆 运行 性 能 具 有 显 著 影 响 ， 其 降低 了 临 界 速 度 。 轮 尤 关 键 词 ： 道 车 辆 ； 力 学 ； 真 ； 对 ； 国 铁 动 仿 轮 德 中 图分 类 号 ： ７ ． １ Ｕ２０ １ 文 献 标 识 码 ： Ｂ ．
Ｔｈｅ Ｉ ｌ ｅ ｅ ｏ ａ ｔｃ Ｗ ｈｅ ｌ ｅ ｓ ｏ ｈｅ Ｓｉ ｕ ａ ｉ ｎ Ｒｅ ｕ ｔ ｆ ｎｆ ｕ ｎｃ ｆＥｌ ｓ ｉ ｅ ｓ ｔ ｎ ｔ ｍ ｌ ｔｏ ｓ ｌｓ ｏ
基于轮轨结构振动的车辆动力学性能研究
Ｍａｈｎ ｓ ２０ ｃｉｅ ， ０２，Ｖ ｌ ０（ ） ｏ ３ １ ，１— ０ ３．
［ ］ Ｔ ｏ ａ Ｍ ｉ ｅ Ｐｔ ｉ ｅ Ｒ ｔ ｙａ ｉ ｎ ｒ Ｌ ｒ ３ ｈｍ ｓ ｅ ｄｍ， ｅ ｒ ｎ ． ｏ ｒ ｎｍ ｃ ａｄＩ ｅ ｄ ｎ ｅ Ｍｅ ｋ ｏＤ ｓ ｒｇ ａ
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轮对作 为弹性 体 研究 了轮 对 的不 规 则 磨 耗 和 多边 形 化 的形成机 理 ． ． ｏｐ等把 轮 对 与轨 道 柔 性 ＪＫ Ｐ ｐ
图 １ 轨 道 有 限 元模 型 以及 模 态
要 ： 为 了研 究柔性 轮 对在 高速 旋转状 态 下弹性 效应 以及 轨 道 的 柔 性 结构 振 动 对 车辆 运行
的平稳性 和安 全性 等动 力 学性 能的 影 响 ，建 立 了轮 对 和 钢轨 的有 限 元模 型 ， 通过 模 态综合技 术
获取柔性 轮对 和 柔性钢 轨 的模 态信 息 ， 别建 立 了柔性轮 对 和 柔性钢轨 接 触 、 分 柔性轮 对和 刚性钢
中 图分 类号 ： Ｕ ６ ． １ ２ ０ １ １ 文 献标识 码 ： Ａ
０ 引 言
在以往 的轨道车辆动力学研究 中， 常常应用刚 性的轮轨接触模型 ， 高速运行条件下 ， 在 采用刚性 轮轨接触模型在研究过程中存在一定的缺陷 ， 如无 法模拟轮轨的弹性变形． 例如 ， 轴的弯曲变形 ， 轮对
参 考文 献 ：
【 ］ 李普庆 ， １ 陆正刚．考虑构架弹性 的高速货车构架转 向架疲劳 预测 ［］铁道车辆 ， ０ ， ７ １） ５ ８ Ｊ． ２ ９ ４ （２ ： — ． ０ ［ ］ Ｈ Ｃａｓ Ｓｈ ｈ ｎ ｙ ｂｌ — ｕ ｂｒ ｎｌ ｉｏＦ ｘ ２ ．ｌ ， ｃｉ ｌ ．Ｓｍ ｏｃ Ｎ ｍ ｅｃ ａ ｓ ｅｉ ｕ Ｗ． ｅ ｅ ｉ ｉＡ ｙ ｓ ｆ ｌ ．
重载货车轮对弹性振动模态阶数对轮轨动态作用的影响
Dynamical Systems and Control 动力系统与控制, 2021, 10(2), 106-119Published Online April 2021 in Hans. /journal/dschttps:///10.12677/dsc.2021.102012重载货车轮对弹性振动模态阶数对轮轨动态作用的影响刘红军1，刘鹏飞2，高昊1，赵宇航1，郝凯11石家庄铁道大学，机械工程学院，河北石家庄2石家庄铁道大学，省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室，河北石家庄收稿日期：2021年3月20日；录用日期：2021年4月9日；发布日期：2021年4月16日摘要为了研究轮对弹性振动模态阶数对轮轨动态作用的影响，以国内某型30 t轴重重载货车为研究对象。
首先采用有限元方法建立不同模态的弹性轮对模型，在动力学软件中进一步集成为货车刚柔耦合动力学模型。
采用时域、频域以及统计最大值的方法对比分析，发现轮对一阶横弯和车轮伞形振动模态能缓和轮轨横、垂向力，与此同时一阶横、垂弯模态会产生较大的纵向蠕滑力。
最后分析了不同速度下各阶模态对动力学的影响。
当轮对的一阶扭转、横弯以及二阶垂弯模态被激发时，速度变化对轮轨蠕滑力影响较大。
对于轮轨横、垂向作用力，当轮对发生以一阶、二阶垂弯为主的振动时，速度对轮轨横向力的影响较为明显。
关键词货车，有限元，弹性轮对，振动模态，轮轨力Influence of Wheelset Elastic VibrationMode Order on Wheel-Rail DynamicInteraction of Heavy-Haul Freight WagonHongjun Liu1, Pengfei Liu2, Hao Gao1, Yuhang Zhao1, Kai Hao11School of Mechanical Engineering, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang Hebei2State Key Laboratory of Mechanical Behavior and System Safety of Traffic Engineering Structures, Shijiazhuang Tiedao University, Shijiazhuang HebeiReceived: Mar. 20th, 2021; accepted: Apr. 9th, 2021; published: Apr. 16th, 2021刘红军 等AbstractTo study the influence of elastic vibration mode order of wheelset on wheel-rail dynamic interac-tion, a 30 t axle-load wagon was taken as the research object. Firstly, the elastic models of wheel-set with different vibrating modes were established by using the finite element method, which were introduced into the dynamic software to constitute the rigid-elastic coupling dynamic model of freight wagon. The time domain, frequency domain and statistical maximum analysis methods were applied. It was found that, the first-order lateral bending mode of wheelset and umbrel-la-type vibration mode of wheels could ease the wheel/rail lateral and vertical forces. Meanwhile, the first-order horizontal and vertical bending modes would produce larger longitudinal creep forces. Finally, the influence of different modes on the dynamics at different speeds was analyzed. As the first-order torsion, lateral bending and second-order vertical bending modes were excited, the change of velocity had great influence on the creep forces of wheelset. Comparing between the wheel-rail lateral and vertical forces, the speed change had the greater influence on the wheel-rail lateral forces when the first-order and second-order vertical bending vibration modes dominated in the wheelset.KeywordsFreight Wagon, Finite Element, Elastic Wheelset, Vibrating Modes, Wheel-Rail ForcesCopyright © 2021 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0). /licenses/by/4.0/1. 引言一般的，轮对弹性振动模态阶数对车辆动力学影响是不同的。
轮对径向质心偏离对纵向振动的影响
轮对径向质心偏离对纵向振动的影响王晨;刘韦;马卫华;罗世辉;方翁武【摘要】当轮对质心存在径向偏离时,会引发周期性粘着系数的变化,与剧烈的自激扭转振动,从而直接导致轮对产生纵向振动.轮对纵向振动与轮轨黏—滑振动相互耦合,破坏了机车稳定动力学性能.通过某新型机车的建模和数值仿真,计算和分析在不同的质心偏离和速度下,构架、轮对的纵向振动频率与车体垂向共振频率.并计算轮对粘着系数变化规律,分析机车垂向平稳性恶化的机理.结果表明当轮对存在径向偏心时,轮轨蠕滑力饱和产生动力学耦合,引起轮对的扭转振动和纵向振动,由此将通过构架与牵引装置的传递而恶化机车垂向平稳性.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2014(034)001【总页数】4页(P41-43,46)【关键词】振动与波;轮对;纵向振动;垂向平稳性;粘着系数;蠕滑力【作者】王晨;刘韦;马卫华;罗世辉;方翁武【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031【正文语种】中文【中图分类】TB52轮对的纵向振动会影响车辆动力学性能，是轮轨异常磨耗的一个重要的原因，在铁路提速的背景下越来越受到学术界的重视[1]。
罗世辉、金鼎昌分析了中低速时轮对纵向振动的成因[2]，提出轮对较低的黏着系数和较软的牵引刚度都可能是纵向振动的成因。
姚远、张红军研究了轮对纵向振动与传动系统耦合对系统稳定性影响[3]，认为二者之间的耦合作用将激发轮对纵向不稳定的自激振动。
马卫华研究了轨道不平顺与轮对纵向振动间的关系[4]，提出通过改变一系垂向减振器的布置方式，以改善轮对振动特性。
在此之前进行的分析中，多般关注于质心偏离对轮对垂向振动的影响，还没有对纵向振动进行分析。
基于柔性轮对的轨道车辆动力学仿真分析
• 150 .测控技术2018年第37卷第8期计算机与控制系统基于柔性轮对的轨道车辆动力学仿真分析郭训，郑树彬，柴晓冬，李立明(上寒工:釋拨术太学城市轨道突通:#院201位0)摘要i为研究柔性轮对对轨道车辆动力学性能的影响，应用ANSYS创建轮对实体有限元分析模型，并选 用Guyan缩减法和Lanczos分块法对其进行子结构模态分析。
联合SIMMCIC创建柔性轮对车辆仿真模 型，此模型的构架、车体等部件仍视作刚性体。
与刚体车辆仿真模型对比分析出在中国高铁谱和美国六 级谱激励作用下两模型的动力学性能的差异。
分析结果表明：4合对采用柔性体的车辆非线性临界速度 较全刚体车辆的非线性脑界速度稍稍降低。
在两漱勐线路下，轮对采用栗性体对车辆的平稳性和曲线 通过性能也有一定程度的影响。
关键词：轨道车辆；柔性轮对；刚柔耦合;动力学；有限元中图分类号：TP15;H260.331 +,1 文献标识码:A文章编号：1000 -8829(2018)08 -0150 -04 doi：10.19708/j.ckjs.2018.08.034Simulation Analysis of Railway Vehicle Dynamic PerformanceBased on Flexible WheelsetG UO X u n,Z H E N G Shu-b in,C H A I X ia o-dong,L I L i-m in g(School of Urban Rail Transportation,Shanghai University of Engineering Science,Shanghai201620, China) Abstract：In order to study the influence o f fle x ib le wheelset on the dynam ic perform ance o f railw ay ve h icle, ANSYS is used to create the fin ite elem ent analysis m odel o f w heelset,and the Guyan reduction m ethod and Lanczos b lock m ethod are used to analyze the substructure m odal o f w bined w ith S IM P A C K,a simu lation m odel o f fle x ib le wheelset railw ay vehicle was established.The bogie and body o f the m odel were s till considered as rig id pared w ith the rig id vehicle sim ulation m odel,the differences in dynam ic perform ance o f the two m odels under the excitation o f C hina9s high-speed ra il spectrum and the six le ve l spectral excitation o f the U nited States were analyzed.The results show th a t the nonlinear c ritic a l speed o f a vehicle w ith a fle x ib le body is slig h tly low er than that o f a rig id body ve h icle.W heelset w ith fle x ib le body has some influences on vehicle s ta b ility and curving perform ance.Key words：railw ay ve h icle;fle x ib le w heelset;rig id-fle x ib le coupling;dynam ics;fin ite elem ent车辆系统动力学性能包含车辆行驶的平稳性、安 全性及曲线通过能力等,其动力学行为直接影响到乘 车舒适性和车辆的运行安全m。
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Ａｂｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｔｏ ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ ｌｅ ｆ ｘ ｉ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｏ ｎ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ，ａ ｉｎ ｆ ｉ ｔ ｅ ｅ ｌ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ａ ｎ ｄ ｉ ｔ ｓ ｌｅ ｆ ｅ ｍｏ ｄ ｅ ｉ ｓ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｄ．Ｔｈ ｅ ｍｏ ｄａ ｌ ｉ ｎ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｅ ｄ ｂ ｙ ｍｏ ｄ ａ ｌ ｓ ｙ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｓ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ． Ｔ ｈｅ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｍｅ ｃ ｈａ ｎ ｉ ｃ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｏ ｆ ｌｅ ｆ ｘ ｉ ｂｌ ｅ ｗｈｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ Ｖ Ｓ ｒ ｉ ｇ ｉ ｄ ｒ ａ ｉ ｌ ｉ ｓ ｂ ｕ ｉ ｌ ｔ ａ ｃ ｃ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｍｕｌ ｔ ｉ — ｂ ｏ ｄ ｙ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｙ．Ｂａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｖ ｅ ｈ ｉ ｃ ｌ ｅ — ｒ ａ ｉ ｌ ｃ ｏ ｕ ｐｌ ｉ ｎ ｇ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｒ ｏ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌｅ ｆ ｘ ｉ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｎ ｖ ｅ ｈｉ ｃ ｌ ｅ ｄ ｙ ｎ ａ ｍｉ ｃ ｓ ｐ ｅ ｒ ｆ ｏ ｒ ｍａ ｎ ｃ ｅ ｉ ｓ ｓ ｔ ｕ ｄ ｉ ｅ ｄ ｗｈ ｅ ｎ ｈｉ ｇ ｈ ｓ ｐｅ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｉ ｓ ｒ ｕ ｎ ｎｉ ｎｇ ｏ ｎ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ ｈ ｔ ｌ ｉ ｎ ｅ ｏ ｒ ｃ ｕ ｒ ｖ ｅ ｒ ａ ｉ ｌ ．Ｔｈ ｅ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｓ ｓ ｈ ｏ ｗ ｔ ｈ ａ ｔ ｔ ｈ ｅ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ
柔 性 轮 对 结 构 振 动 对 车 辆 动力 学性 能 的影 响
张 宝 安
（ 同济 大 学 铁 道 与 城 市轨 道 交通 研 究 院 ， 上海 对车 辆动 力学 的影响 ， 建立 高速 列 车轮 对的 有限元 模 型 ， 对轮 对进 行 自由模
态分析 ． 通过模 态综合 法 获取 柔性轮 对 模 态信 息 ， 应 用 多体 系统 动 力 学理 论 建 立柔 性轮 对一 刚性轨 道接 触 力 学模 型 ； 建 立 包含 高速 旋转 柔 性轮 对 的车 辆． 轨 道 耦 合 动 力 学模 型 ， 研 究 高速 列 车在 直 线 和 曲线 通过 时轮 对结 构振 动对 车辆 动力 学性 能的 影响． 结果 表 明 ： 轮 对的结 构振 动对轮 轨接 触 点位
第２ ２卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
计 算 机 辅 助 工 程
Ｃｏ ｍｐ ｕ ｔ ｅ ｒ Ａｉ ｄ ｅ ｄ Ｅｎ ｇ ｉ ｎ ｅ ｅ ｒ ｉ ｎ ｇ
ＶＯ １ ． ２２ Ｎｏ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ．２ ０１ ３
文章编号 ： １ ０ ０ ６—０ ８ ７ １ （ ２ ０ １ ３ ） Ｏ ３ — ０ ０ １ ９ － ０ ５
置、 蠕 滑率 、 蠕 滑力和 脱轨 因数 等均 产 生较 明显的 影响 ， 但 是 对轮 重减 载率影 响较 小， 因此应 采 用更
加 精确 的 柔性轮轨 耦 合模 型研 究轮轨 相 互作 用 、 轮 轨滚 动接 触疲 劳和轮 轨噪 声等． 关 键词 ：柔性轮 对 ； 结 构振 动 ；模 态综合 法 ；刚柔耦合 ；车辆 动 力学 ； 轮 轨接 触 点 ； 轮 轨 相互作 用
ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｖ ｉ ｂ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｋｅ ｓ ａ ｎ ｏ ｂ ｖ ｉ ｏ ｕ ｓ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ・ ｒ ａ ｉ ｌ ｃ ｏ ｎ ｔ ａ ｃ ｔ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ，ｃ ｒ ｅ ｅ ｐ ｒ ａ ｔ ｅ， ｃ ｒ ｅ ｅ ｐ
中图分 类号 ： Ｕ ２ ７ １ ． ９ １ ； Ｔ Ｂ １ １ ５ ． １ 文献标 志码 ： Ｂ
Ｅ ｃ ｔ ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｖ ｉ ｂｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｌｅ ｆ ｘ ｉ ｂ ｌ ｅ ｗｈ ｅ ｅ ｌ ｓ ｅ ｔ ｏ ｎ