基于車體低頻橫向晃動分析的60N鋼軌打磨限值研究

張天元,石廣田,和振興,許自強,董孝卿

(1.蘭州交通大學機電工程學院,蘭州 730070；2.中國鐵道科學研究院集團有限公司機車車輛研究所,北京 100081)

引言

近年來，我國高速鐵路迅猛發展，隨著速度不斷提高，客流量激增，運營期各種問題也隨之出現[1-3]，其中就包括部分動車組在個別區段運行過程中出現的晃車現象[4-6]。晃車會惡化旅客乘坐舒適性，降低車體平穩性，導致這個問題出現的主要原因是因為輪軌型面不良匹配、等效錐度降低[7-9]。目前，國內學者從不同方面對晃車問題進行研究，如何旭升等[10]對運營中的高速動車組進行振動在線測試，分析高速動車組車體振動的時頻特性，同時對車輪踏面進行同步測試，分析比較晃車車輪與正常車輪的差異以及對晃車現象的影響；俞喆等[11-12]通過調研出現動車組晃車的線路，結合動力學仿真，從鋼軌廓形方面對高速動車組晃車現象成因進行分析，并提出針對性的打磨措施；陳經緯等[13]通過將CN60與標準S1002CN匹配計算等效錐度及接觸點位置，分析等效錐度和接觸帶寬度隨鋼軌廓形的變化而變化的規律，并通過動力學模型仿真得出鋼軌廓形的變化對于車體橫向振動響應的影響規律；周清躍等[14]根據高速線路上運行車輛的車輪型面，設計了鋼軌的預打磨廓形，給出了適用于不同車輪型面的鋼軌預打磨深度理論值，有效改善了輪軌的接觸狀態。

為解決晃車問題，研究人員先后對鋼軌打磨技術[15-16]、鋼軌廓形進行提升與優化設計，提出預打磨設計廓形(60D)及60N廓形[17-18]，優化后的廓形在我國高速鐵路鋼軌打磨工作中取得了一定成效[19-20]。……