丁军君，杨 阳，李 芾

(西南交通大学 机械工程学院， 四川 成都 610031)

城轨车辆由于要穿过居民区，其轮轨噪声的控制对沿线居住环境至关重要。当采用弹性车轮后，城轨车辆的轮轨噪声可以比传统刚性车轮降低5～8 dB，对高频(大于1 000 Hz)噪声甚至可以降低15～30 dB[1]。文献[2]基于数学模型对相同轴重条件下的弹性车轮和刚性车轮垂向动作用力进行研究，结果表明弹性车轮轮轨垂向作用力较刚性车轮最多可降低70%。为了研究弹性车轮扁疤对道床振动和噪声的影响，文献[3]建立了弹性车轮的噪声预测模型和轮轨动态作用模型。文献[4]基于有限元-边界元法建立了车轮声辐射计算模型，分析弹性车轮的降噪特性，结果表明弹性车轮在宽频带内可以明显降低振动声辐射，弹性车轮的总辐射声功率较传统刚性车轮降低6 dB (A)。

对弹性车轮的研究主要集中在噪声和轮轨作用力上[5]，目前尚没有相关文献报道弹性车轮磨耗后的踏面形状特征及弹性车轮的磨耗寿命。本文以压剪复合型弹性车轮为例，根据车辆踏面磨耗仿真原理，研究弹性车轮和相同条件下刚性车轮的磨耗行为，并分析弹性车轮橡胶元件参数对车轮磨耗的影响。

1 压剪复合型弹性车轮动力学模型

弹性车轮有多种型式，主要的结构型式有剪切型、压缩型和压剪复合型。由于压剪复合型弹性车轮可以对轮毂和轮芯之间的径向和轴向刚度进行合理匹配，保证车轮具有良好的动力学性能，因此广泛运用于地铁和城轨车辆中，其结构如图1所示。……