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铁道学报2025年第01期:WRRB轮轨滚动行为模拟试验台轮轨高频动态模拟特性初探

来源:期刊VIP网 时间:


作者:罗易飞;赵鑫;温泽峰;黄双超;周志军;

单位:西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室;

摘要:为研究WRRB轮轨滚动行为模拟试验台的高频动态模拟特性,利用Ansys/LS-DYNA建立试验轮轨和我国服役轮轨的瞬态滚动接触有限元模型。模型充分考虑轨下离散支承和系统结构高频振动,集成基于罚函数的“面-面接触算法”、轨面不平顺模型、Tγ磨耗模型。对比二者在平顺条件和典型高频激励(轨面单个凹坑和波磨)下的轮轨力、接触应力、钢轨磨耗深度,结果表明,试验轮轨在比例载荷作用下能定量模拟服役轮轨的滚动接触行为,但由于轮轨截面几何、悬挂结构、驱动方式等因素的影响,二者存在以下差异:试验轮轨在零横移时也具有约0.12倍静轮重的横向力,法向接触应力偏低,切向接触应力和钢轨磨耗量偏高;轨面短波不平顺激励下的动态轮轨力偏低,车轮滚出凹坑后轮轨力衰减得更快,波磨引起的轮轨“拍”振不明显,但钢轨磨耗深度平均值和峰-谷值均偏高,有利于实物试验时加速轨面不平顺演变。利用该试验台模拟直线或大半径曲线运行工况时应注意以上差异,并考虑加装车轮悬挂与侧滚装置。

关键词:缩尺车轮-环轨;;有限元法;;短波不平顺;;瞬态滚动接触;;相似性

基金资助:国家自然科学基金(U21A20167,52027807);; 四川省科技计划(2021YFH0006);; 牵引动力国家重点实验室自主课题(2022TPL-T06)