轮轨垂向力识别的时域方法

摘要：

基于虚拟样机技术建立CRH2高速检测车的动力学仿真模型(正演模型)，并利用试验数据进行了模型验证。利用动力学仿真模型计算得到轮轨垂向力及轴箱垂向加速度。结合车辆—轨道系统的特点，将车轮看作一个单自由度振动系统，建立单自由度轮轨垂向力识别模型。基于杜哈密积分，在时域内推导了在线轮轨力识别算法。将正演模型的轴箱加速度作为输入，利用单自由度轮轨垂向力识别模型对轮轨垂向力进行了识别。识别结果与正演模型的轮轨力进行比较，两者相关系数达到0.82。该识别模型基于轴箱加速度逐点运算，可以快速高效地对轮轨垂向作用力进行识别，并实时监测轮轨状态。基于车轮动力学理论，建立多自由度轮轨垂向力反演模型：首先建立了轮对的横向、沉浮、侧滚等轮对运动方程，然后对部分参数加以简化，最后基于车辆—轨道系统的运动特点，将轮对运动方程解耦成单自由度进行求解。利用该模型识别的轮轨垂向力与正演模型轮轨力的相关系数达到0.97。单自由度车轮模型较为简单，但识别精度稍低；多自由度轮对模型较为复杂，但识别精度较高。两种模型的识别结果均满足工程需求，可以根据不同的需求选用不同的模型。

关键词：轮轨垂向力、载荷识别、时域模型、杜哈密积分

分类号：U213.2+12;U216.3(铁路线路工程)

资助基金：中国铁路总公司重点课题2014G009-D，2015T003-B;中国铁道科学研究院基金项目2014YJ056

在线出版日期：2016-04-08（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：121-127