张国平，张志波，吴兴文，蔡吴斌*,

多边形激励下动车组动态响应研究

张国平1，张志波1，吴兴文2，蔡吴斌*,2

（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，山东 青岛 266111；2.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031）

首先基于刚柔耦合理论，考虑了轮对、轴箱和构架的柔性，建立了动车组车辆刚柔耦合动力学模型；然后又通过模态叠加法建立了轨道的动力学模型，从而发展成车线－刚柔耦合动力学模型。随后，在车轮上施加20阶理想多边形，研究了300 km/h下轴箱垂向加速度、轮轨垂向力和轮轴弯曲应力的响应，结果表明：轴箱垂向加速度和轮轨垂向力以577 Hz的多边形通过频率波动，而轮轴弯曲应力主频为28.8 Hz的车轮转频，在此基础上，叠加了多边形的通过频率，因此多边形的通过频率577 Hz会分岔为548 Hz和605 Hz两个频率。通过对不同速度和不同多边形幅值下车辆响应的研究可以得到以下结论：随着速度和多边形幅值的增大，轮轨力最大值总体上呈现增大趋势。从轮轨力最小值上看：速度越大，多边形幅值越大，则更容易发生轮轨分离。当车轮多边形通过频率与轮轨耦合共振频率耦合，会引起轮轨垂向力的增大。当与轴箱自身模态频率耦合时会导致轴箱加速度的变大。轮轴应力则主要受到轮轨耦合共振模态以及轮轴自身的弯曲模态影响。

刚柔耦合动力学；车线耦合动力学；车轮多边形；轮轨垂向力；轮轴弯曲应力

近年来，我国高速铁路快速发展，但也遇到了一些轮轨磨耗问题。……