考虑轮对弹性的车轮振动及车轮多边形化对轮轨力影响研究

为研究直线电机地铁车辆轮对弹性对车轮振动、车轮多边形化及轮轨相互作用的影响,在对单轮对进行模态分析的基础上,建立完整的车辆系统刚柔耦合动力学模型,模型中将轮对视为弹性体,其余部件按刚体处理。研究表明:考虑轮对弹性之后,轮对的弯曲振动频率会与直线电机的沉浮与点头振动频率相耦合,从而加大轮对的振动幅度,因此考虑轮对弹性可以更加真实地反映车轮的振动与轮轨力的变化。车轮多边形化会引起较大的轮轨垂向力,并与车轮多边形化的波深、相位差、谐波阶数及车速有密切关系,而将轮对考虑为弹性体将会更加准确地反映出车轮多边形化对轮轨力的影响。在车辆实际运用过程中,如果已知车轮某阶多边形占主导,应尽量避开该阶多边形化车轮产生的激励与车轮垂向弯曲频率相耦合时的车辆运行速度。

直线电机地铁车辆异常磨耗分析

直线电机地铁车辆相比传统的地铁车辆具有很多优点,但是广州地铁四号、五号线使用直线电机地铁车辆后,车轮踏面出现了异常磨耗。本文把直线电机地铁地铁车辆的轮对考虑成弹性体,建立了完整的地铁车辆的动力学模型。研究发现:弹性体轮对与直线电机的垂向振动加速度明显增加,增加的原因是直线电机与弹性体轮对弯曲频率耦合振动。增加车轴的直径可以使轮对的刚度增加,降低低轮对与直线电机耦合振动的共振频率以及振幅,降低轮轨垂向载荷、轮轨磨耗功率,解决该地铁车辆的轮轨异常磨耗。