车轮踏面并行反求设计方法

摘要

对轮轨接触几何关系进行详细推导,找出轮轨型面、轮径差和轮轨接触点分布状态之间的关系,开发基于轮径差反求车轮踏面的并行数值计算程序。根据某线路上实测的高速列车踏面磨耗情况,分析计算车轮磨耗对踏面等效锥度及临界速度的影响,并得出临界速度随等效锥度的变化规律。对磨耗踏面的梯度进行比较分析,找出抑制踏面产生凹形磨耗的方法。根据实测踏面磨耗状态对车轮踏面的初始等效锥度进行合理调整,用反求设计方法对踏面进行设计,并对设计前后踏面的接触几何特性、轮轨接触力学特性及车辆的动力学性能进行比较分析。研究结果表明,该设计方法计算效率高,可以较好地保证其收敛性;设计踏面轮轨接触性能及动力学性能良好,可以满足车辆的高速运行需求;新设计踏面磨耗后具有较好的动力学性能,可以有效延长车轮的镟修周期。