杨静静，张　楠，夏　禾

(北京交通大学 土木建筑工程学院，北京　100044)

在既有车轨耦合振动的研究中，一般以刚体动力学方法建立车辆子系统，以有限元法建立轨道子系统，车辆子系统与轨道子系统通过一定的轮轨接触模型相互联系。

目前，轮轨竖向接触模型共有2种：Hertz非线性接触模型[1-3]和轮轨竖向密贴模型[4-6]。Hertz非线性接触模型对法向轮轨力描述精确，然而由于轮轨间是非线性关系，需采取较小的时间步长进行迭代求解，导致对车轨系统的动力方程计算缓慢[7]。轮轨竖向密贴模型对轮轨关系的处理较为简便，然而列车运行时总无法避免出现瞬间的轮轨分离现象，此时轮轨竖向密贴模型则不能较为准确地予以描述[8]。

Dinh-Van Nguyen提出线性近似Hertz接触模型，定义竖向轮轨力等于轮轨竖向接触刚度与轮轨接触点处法向弹性压缩量的乘积，其中轮轨竖向接触刚度为常数。Dinh-Van Nguyen给出的轮轨竖向接触刚度与竖向轮轨力的表达式分为2种情况：①当车轨系统不考虑轨道不平顺时，竖向轮轨力与静轮重大致相等，此时轮轨竖向接触刚度可以依据静轮重给出；②当车轨系统需要考虑轨道不平顺时，竖向轮轨力则比静轮重高很多，此时由于轮轨接触点处的法向弹性压缩量一般低于2 mm，Dinh-Van Nguyen给出的轮轨竖向接触刚度的建议范围为4.602～4.602 GN·m-1[9]。Dinh-Van Nguyen提出的线性近似Hertz接触模型虽然简化了竖向轮轨力的计算，然而当车轨系统需要考虑轨道不平顺时，用于确定竖向轮轨力的轮轨竖向接触刚度并不是确定的常数，因此轮轨竖向接触刚度的选取将影响着竖向轮轨力的计算精度。……