中高频激励下轮轨不同建模方法对轮轨动态相互作用的影响

动力学仿真是分析铁道车辆运行时各部件动态响应的主要研究手段之一。联合有限元软件ANSYS和动力学软件SIMPACK软件建立B型地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,模型考虑轮对和轨道不同建模方法,研究车轮多边形磨耗激励下不同模型轮轨动态相互作用的差异。结果表明:多刚体动力学模型与仅考虑轮对结构柔性动力学模型有效分析频率较低,仅为0~30 Hz,但计算速度快,建模流程简单;虽然考虑轨道结构柔性的动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型计算速度慢,建模流程相对复杂,但其计算结果更加准确。在分析轮轨中高频激励下的动态响应时,建议采用考虑轨道结构柔性动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型。

地铁钢轨短波长波磨形成原因分析

国内某地铁线路运营后曲线轨道出现了短波长钢轨波磨现象,通过力锤敲击法对不同扣件轨道动态特性进行了测试。利用ABAQUS建立了轮轨三维实体有限元模型,分析了轮轨耦合模态特性以及白噪声激励时轨道频响特性。结合试验和仿真结果,分析了轮轨结构动态特性与短波长钢轨波磨之间的相关性。研究结果表明:普通扣件和减振扣件轨道钢轨波磨主波长分别为30~63mm和40~50mm;白噪声激励下,两种轨道分别在450~920Hz和570~720Hz范围内的敏感共振频率与列车通过钢轨波磨频率(454~954Hz和572~715Hz)相吻合;线路轨道短波长波磨的产生主要与轨道结构高频固有特性相关,轨道短波长波磨通过频率与轮轨耦合模态频率相近,其模态振型表现为轮对弯曲扭转的同时,伴随钢轨相对轨道板的垂向弯曲振动,轮轨耦合高频模态特征加剧短波长波磨的发展。

地铁车辆车轮偏磨原因分析与对策研究

轮对偏磨是铁道车辆常见的车轮磨耗形式。对国内某地铁线路的车轮磨耗进行测试分析,发现该线路车辆存在严重的车轮偏磨现象,左侧车轮以轮缘磨耗为主,右侧车轮以踏面磨耗为主。该地铁线路小半径曲线多,且左、右曲线分布严重不均,以及车辆不掉头运行是造成车轮偏磨的主要原因。基于UM动力学软件建立车轮磨耗预测模型,利用地铁车轮磨耗测试结果对磨耗预测模型进行验证,根据数值仿真结果提出轮对偏磨的解决措施。仿真结果表明,车辆掉头行驶能明显减缓车轮的偏磨现象,最佳掉头运行里程数为2×10^(4)~4×10^(4)km。小半径曲线占比对车轮磨耗影响较大,左、右曲线百分比差值小于3%时可不采取掉头措施。