輪軌動態作用的試驗與仿真研究

周 揚 丁軍君 余浩偉 李 燕

(1. 西南交通大學機械工程學院 四川 成都 610031；2. 中車青島四方機車車輛股份有限公司 山東 青島 266100；3. 中鐵二院工程集團有限公司科學技術研究院 四川 成都 610031)

輪軌系統是鐵路交通的獨有特點，而輪軌動態作用直接決定了鐵道機車車輛運行的穩定性、平穩性和安全性。輪軌動態作用可以通過輪軌作用力和振動加速度等指標進行衡量，一般采用現場測試或者動力學仿真的方法獲得。

輪軌作用力的測試方法根據不同的測試原理可以分為地面測試方法和車載測試方法[1]，其中，地面測試方法根據不同的測試原理可以分為剪力法、軌底彎矩差法與軌腰彎矩差法等[2]。J?nsson等人提出輪軌作用力地面測試方法的理論基礎，該理論以連續平移旋轉理論和拉索夫薄壁梁理論為基礎，并采用有限單元法驗證了該理論的合理性[3]。中國鐵道科學研究院開發了一套車輛運行狀態地面安全監測系統，采用雙向板式傳感器同時檢測輪軌垂向力與橫向力，可以實現數據傳輸的實時性[4]。在動力學仿真方面，李怡然等通過動力學仿真手段研究了小半徑曲線鋼軌型面對輪軌動力學的影響[5]；楊逸航研究了鋼軌打磨對小半徑曲線車輛動力學特性的影響[6]；張訓全研究了鋼軌打磨對地鐵車輛動力學性能的影響[7]。

本文以曲線線路為研究對象，利用地面測試設備對輪軌動作用力及鋼軌振動加速度數據進行采集，并與動力學仿真的結果進行比較?！?br>