低階諧波磨耗輪對(duì)引起的輪軌及等效人體動(dòng)態(tài)響應(yīng)分析

(1.上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車(chē)工程學(xué)院，上海 201620； 2.南昌大學(xué) 信息工程學(xué)院，江西 330031)

1 引言

隨著列車(chē)速度和載重量的增加，輪對(duì)的非圓化給列車(chē)運(yùn)行帶來(lái)的影響是不可忽視的，而諧波磨耗是輪對(duì)非圓化的最常見(jiàn)形式之一。輪對(duì)的諧波磨耗會(huì)導(dǎo)致輪對(duì)的踏面表面不平，使得輪對(duì)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)并非圓周形而是呈波浪形。此現(xiàn)象會(huì)增大輪軌間的沖擊，引起較大的振動(dòng)和噪聲，還會(huì)減短各零件的使用壽命，增大橋梁的疲勞損傷[1]，給行車(chē)安全以及乘客舒適感都帶來(lái)了巨大的考驗(yàn)。

很多學(xué)者對(duì)輪對(duì)諧波磨耗引起的車(chē)體動(dòng)力學(xué)性能變化進(jìn)行了研究。肖乾等[2]采用UM建立動(dòng)車(chē)組模型，研究當(dāng)列車(chē)諧波輪對(duì)為1階、6階和11階且波深為0.1 mm和0.3 mm時(shí)的橫/縱蠕滑力和橫/縱蠕滑率的變化。黃照偉[3]分析了直徑差值均為0.22 mm的局部缺陷為主的1階輪對(duì)和偏心為主的1階輪對(duì)對(duì)列車(chē)運(yùn)行的影響。研究發(fā)現(xiàn)，局部缺陷式的輪對(duì)對(duì)于輪軌橫向振動(dòng)及車(chē)體垂向振動(dòng)影響較大。

很多學(xué)者對(duì)列車(chē)的舒適性進(jìn)行了相關(guān)研究，但是很少考慮列車(chē)諧波磨耗輪對(duì)對(duì)舒適性的影響。王貴春等[4]建立了大跨度公路斜拉橋三維模型和9自由度的車(chē)輛空間模型，并采用ISO263201法，研究了車(chē)橋耦合對(duì)于人體舒適性的影響。Mondal等[5]總結(jié)了2種4-DOF和1種7-DOF人體模型，并分析了當(dāng)座椅受到激勵(lì)時(shí)，人體各部分的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。劉習(xí)軍等[6]將8自由度的單個(gè)人體模型與列車(chē)-軌道模型相結(jié)合，分析了人體的舒適性。王少欽等[7]建立77自由度的人-車(chē)模型，利用Newmark-β和Fortran編程，研究了北京地鐵十號(hào)線在運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的振動(dòng)與噪聲對(duì)乘客舒適性的 影響。……