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中国铁道科学2025年第03期:轮轨黏着状态对动力集中动车组动力车蛇行运动稳定性影响

来源:期刊VIP网 时间:


作者:张恒;张志超;吕凯凯;储高峰;凌亮;翟婉明;

单位:西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室;中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所;

摘要:针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,研究不同轮轨摩擦系数和牵引力对动力集中动车组动力车低锥度车体蛇行运动稳定性的影响。结果表明:低轮轨等效锥度下车辆蛇行运动模态与其他固有模态相耦合,导致系统阻尼过低,引起车辆一次蛇行失稳,这是动力车出现低频横向异常振动的主要原因;轮轨黏着状态显著影响动力车的一次蛇行运动稳定性,低轮轨界面摩擦系数将显著降低车辆最小阻尼值和蛇行运动频率,降低非线性分岔临界速度;低轮轨摩擦系数条件下,较大的牵引力将进一步加剧蠕滑饱和现象,降低非线性分岔临界速度和蛇行运动频率;车体横向振动加速度未随轮轨黏着状态的劣化而加剧,当蛇行运动频率接近车体固有模态频率1.1 Hz时,车体横向振动加速度在蛇行运动频率处幅值增大;相较于采用构架横向振动加速度幅值,采用轮轴横向力对动车组车体蛇行稳定性进行评估更为合理。

关键词:动力集中动车组;;轮轨摩擦系数;;牵引力;;蛇行运动;;稳定性;;轮轴横向力;;振动加速度

基金资助:国家自然科学基金资助项目(52388102,U2268210);; 中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题(2022YJ262)