韦 凯 王 平 牛澎波

(西南交通大学， 成都 610031)

我国高速铁路建设经过多年的创新发展，成功建立了时速250 km与350 km两个高速铁路建造体系[1]。随着行车速度的提高，再加上轨道不平顺和轨道结构的变形[2]，轮轨高频振动也逐渐加剧。

为了分析轮轨系统的高频振动特性，国内外学者从轨道结构的多个方面做了大量的相关研究。徐志胜[3]等人通过对高速铁路车辆-轨道耦合振动仿真分析，对比了Timoshenko梁与Euler梁模型对轮轨高频振动仿真结果的影响。高建敏、翟婉明[4]等人分析了轨道几何不平顺波长变化对高速车辆系统动力响应影响。刘子煊[5]将描述扣件胶垫幅变相关的Berg摩擦模型和频变相关的分数阶Zener模型应用到车辆-轨道耦合系统动力学模型中，对比分析了胶垫的幅频变特性对轮轨系统动态响应的影响，但是其动力仿真计算模拟的钢轨模态阶数未能准确地反映扣件胶垫幅频变特性在中高频的动力特性，导致轮轨系统的动力响应结果偏大。

随着高速铁路行车速度的提高，为更准确地分析轮轨高频动力响应，本文选用能够更准确描述扣件胶垫高频动力特性的幅频变模型模拟其动态力学特性，对比计算了高频随机振动激励下钢轨模态阶数对动力仿真计算结果的影响，为准确的分析在车辆-轨道耦合系统高频随机动力学中轮轨系统的动态响应提供参考依据。

图1 扣件胶垫幅频变动力性能的力学本构模型图

1 扣件胶垫幅频变特性的本构模型

扣件系统中的扣件胶垫属于粘弹性材料(橡胶材料)，主要表现为与温度、激振频率以及激励振幅的非线性特性[6]。……