高速铁路轮轨耦合振动模态特征及其影响因素研究

• 作者: 马超智 高亮 曾钦娥 崔日新
• 来源期刊: 铁道学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高速铁路 车辆-轨道耦合动力学 轮轨耦合振动 模态 共振
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 铁道工程、工程管理
• 页码范围: 85-93
• 页数: 9页
• 分类号: U211.5|U211.3
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-8360.2021.12.011

摘要

车轮与钢轨构成了一刚柔耦合、相互约束的系统,传统多关注钢轨自身的模态特征,缺少对系统模态的识别.建立车辆-无砟轨道系统动力学模型,获得摩擦功率及垂向力共振特征,通过分析单/双轮对作用下轮轨共振响应及车轮质点-钢轨梁系统的特征值,识别导致轮轨系统共振的2类共4种模式的轮轨耦合振动模态:一类是车轮与钢轨作等幅同相振动的P2共振模态,其容易造成振动能量向簧上及轨下的传递;另一类是转向架范围内双车轮约束下钢轨2阶弯曲、3阶弯曲及pinned-pinned振动模态,其主要导致振动沿钢轨纵向在车轮间传递及反射,对车轮多边形、钢轨波磨的形成有重要贡献.最后对影响轮轨耦合共振的因素进行了分析,结果表明轮轨耦合共振对扣件间距不敏感,但受扣件刚度影响显著,轴距仅对钢轨局部弯曲共振有影响.