高速铁路扣件失效对车辆-轨道耦合系统动态响应的影响

摘要

以高速铁路无砟轨道W300-1型扣件为研究对象,考虑扣件系统弹条的扣压力和弹性垫板黏弹性材料的频率依赖性,建立表征扣件弹条非线性弹性和弹性垫板动态频变特性的扣件系统动力学模型。利用SIMPACK软件建立车辆-柔性轨道耦合动力学模型,通过设置0~5个弹条失效和扣件系统失效两种失效模式,对车辆运行安全性、平稳性及车辆-轨道相互作用进行分析和评价。结果表明:各评价指标均随着扣件失效个数的增加而增大,5个扣件系统失效时的最大轮重减载率超过规范限值,但未危及车辆运行安全;车辆运行平稳性受扣件失效个数影响较小;扣件系统失效对钢轨影响较大,3~5个扣件系统失效时的垂向位移超限。扣件失效通常会使失效区段附近正常扣件的扣压力和钢轨加速度大于其余位置,从而加剧临近扣件系统的损伤。