高速列车动力学与车轮踏面磨耗研究

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1、国内图书分类号：U271.91密级：公开国际图书分类号：629西南交通大学研究生学位论文高速列车动力学与车轮踏面磨耗研究年级2015级姓名汪煌申请学位级别硕士学位专业车辆工程指导老师钟文生副研究员二零一捌年五月ClassifiedIndex:U271.91U.D.C:629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisResearchonDynamicsandWheelTreadWearofHigh-speedTrainGrade:2015Candidate:WangHuan

2、gAcademicDegreeAppliedfor:Master'sdegreeSpeciality:VehicleEngineeringSupervisor:A/Prof.ZhongWenshengMar.9,2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要针对国内目前两种典型高速列车A和B，其中A型车使用了低锥度的LMA踏面，较小的一系纵向定位刚度，阻尼系数极大的抗蛇行减振器。B型车使用了大锥度的S1002G踏面，较大的一系纵向定位刚度，阻尼系数较小的抗蛇行减振器。分析两种高速列车在行驶不同里程后踏面的磨耗规律，对

3、比分析两种高速列车磨耗后踏面的等效锥度变化规律，以及磨耗后踏面对高速列车动力学性能的影响。具体研究内容包括以下几个方面：（1）根据车辆结构参数和悬挂参数，利用多体动力学软件UM建立了两种高速列车系统动力学模型，通过车辆轮对横移量和临界速度分析等方法验证模型正确性。（2）建立LMA和S1002G两种踏面模型，根据高速铁路线路标准，建立包含直线、圆曲线、缓和曲线在内的模拟线路，采用武广线某段实测不平顺数据。在UM后处理中进行磨耗计算，每隔一万公里更新一次踏面，每隔五万公里提取一次踏面，统计分析踏面磨耗区间、磨耗深度、等效锥

4、度等指标变化。结果表明，A、B型车踏面等效锥度均随着运行里程的增加而增大，其中A型车增加速度呈现先快后慢再快的特点，而B型车正好相反，增加速度呈现先慢后快再慢的变化规律。（3）将每隔五万公里提取的磨耗后踏面重新导入模型，分析直曲线工况下，磨耗后踏面的轮轴横向力，轮轨垂向力，脱轨系数以及横向平稳性、垂向平稳性变化。结果表明，随着行驶里程的增加，踏面轮轴横向力和脱轨系数增加明显，且增大的趋势近似于等效锥度增大的趋势，而轮轨垂向力大小没有明显变化。横向平稳性指标变化的趋势与等效锥度变化趋势类似。直曲线两种工况下，A型车脱轨系

5、数与轮轴横向力变化幅度均大于B型车脱轨系数与轮轴横向力变化幅度，得到A型车比B型车对于磨耗更敏感。（4）对比初始轨道型面和磨耗后轨道型面，分析直曲线两种工况下，分析在磨耗轨工况下，不同等效锥度踏面的轮轴横向力，轮轨垂向力，脱轨系数以及横向平稳性、垂向平稳性变化。结果表明，磨耗轨工况下A、B型车动力学指标变化规律与新轨工况类似，总体上得到A型车比B型车对于磨耗更敏感。关键词：高速列车；踏面；磨耗；动力学性能西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractTherearetwotypicalhigh-speedtra

6、insinChina:AandB.TheA-typevehicleusesaground-taperedLMAtread,asmallseriesoflongitudinalpositioningstiffness,andayawdamperwithalargedampingcoefficient.AndthetransversenonlinearbifurcationtypeofA-carissubcritical.TheB-typevehicleusesaS1200Gtreadwithalargevertebral

7、degree,alargelongitudinalalignmentstiffness,andayawdamperwithasmalldampingcoefficient.ThetransversenonlinearbifurcationtypeofTypeBissupercritical.Thispaperanalyzesthewearpatternsofdifferenttreadlengthsoftwohigh-speedtrainsoftypeAandtypeB.Inaddition,thispapercomp

8、arestheeffectofthechangeoftreadequivalenttaperontherunningspeedoftwohigh-speedtrainsandtheimpactofwearonthedynamicperformanceofhigh-speedtrains.Thespecificresearchcon