车轮多边形化对车辆运行安全性能的影响

摘要

用Timoshenko梁、Euler梁分别模拟钢轨、直线电机定子与反力板,用集中质量块、三维实体有限元分别模拟有砟轨道、板式轨道,建立了直线电机车辆/轨道耦合动力学模型,分析了2种轨道上不同磨耗程度车轮对轮轨法向力和脱轨系数的影响。计算结果表明:当车辆以速度为60 km.h-1通过半径为300 m的曲线轨道时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为55.34、112.53 kN,脱轨系数最大值为0.290,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为60.70、123.00 kN,脱轨系数最大值为0.289;当车辆以速度为60 km.h-1通过半径为600 m的曲线轨道时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为52.93、107.59 kN,脱轨系数最大值为0.064,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为59.45、112.33 kN,脱轨系数最大值为0.071;当车辆以速度为90 km.h-1通过波长为100 mm的3种深度的凹坑时,在板式轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为49.54、114.36 kN,脱轨系数最大值为0.024,在有砟轨道上的轮轨法向力最小、最大值分别为50.19、134.29 kN,脱轨系数最大值为0.031。各种工况下的脱轨系数均在安全限度以内,不会引起脱轨。