车轮踏面形状对高速动车运动特性的影响──通过相对于圆弧、圆锥踏面形状的输入能量和几何蛇行运动波长进行评价

从相对于圆弧、圆锥路面形状的输入能量和几何蛇行运动波长两个方面，对于车轮路面形状对高速动车运动特性的影响进行了评价。通过动车的运动模拟得知，对于已实现无摇枕化且车体变为柔性支承的新型高速新干线动车来说，有时采用圆弧踏面要比采用圆锥踏面在抑制蛇行运动、提高稳定性方面更为有利。并对其原因进行了探讨。在影响圆弧踏面车轮运动的主要因素方面与圆锥路面进行了对比研究。在求取车体振动衰减比的同时，还求了从钢轨输入到动车的能量。并从几何蛇行运动波长和车体固有频率的关系方面进行了考察。通过分析表明，采用圆弧路面车轮在高速（270km／h）运行时与采用圆锥踏面车轮相比，其转向架蛇行运动波长短，频率高，且远离了较低的车体固有频率。另外，由模拟计算了从钢轨到动车的输入能量，验证了车体固有频率与蛇行运动特性之间关系的正确性。由轮对横向位移的变化表明，圆弧踏面从钢轨得到的能量要小于圆锥踏面从钢轨得到的能量。