车轮多边形化对车辆运行安全性能的影响

摘要：

用Timoshenko梁、Euler梁分别模拟钢轨、直线电机定子与反力板,用集中质量块、三维实体有限元分别模拟有砟轨道、板式轨道,建立了直线电机车辆/轨道耦合动力学模型,分析了2种轨道上不同磨耗程度车轮对轮轨法向力和脱轨系数的影响.计算结果表明:当车辆以速度为60 km·h-1通过半径为300 m的曲线轨道时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为55.34、112.53 kN,脱轨系数最大值为0.290,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为60.70、123.00 kN,脱轨系数最大值为0.289；当车辆以速度为60 km·h-1通过半径为600 m的曲线轨道时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为52.93、107.59 kN,脱轨系数最大值为0.064,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为59.45、112.33 kN,脱轨系数最大值为0.071；当车辆以速度为90 km·h-1通过波长为100 mm的3种深度的凹坑时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为49.54、114.36 kN,脱轨系数最大值为0.024,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为50.19、134.29 kN,脱轨系数最大值为0.031.各种工况下的脱轨系数均在安全限度以内,不会引起脱轨.

关键词：车辆工程、车辆/轨道耦合动力学、多边形车轮、安全性能、直线电机、有砟轨道、板式轨道、凹坑、数值模拟

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分类号：U270.2(车辆工程)

资助基金：四川省科技支撑计划项目2010GZ0226;四川省基础研究计划项目2010JY0070

在线出版日期：2011-12-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：47-54