胡飞飞，黄志辉，李国栋，周殿买，孔瑞晨

基于有限元方法的高速变轨距转向架车轴磨损分析

胡飞飞1，黄志辉1，李国栋2，周殿买2，孔瑞晨2

（1. 西南交通大学，牵引动力国家重点实验室，成都 610031；2. 中车长春轨道客车股份有限公司，长春 130062）

针对高速变轨距转向架在运用过程中出现的车轴异常磨损问题，分析了造成车轴异常磨损的原因。基于Archard理论模型，推导了变轨距转向架车轴表面磨损量的计算公式；运用有限元方法，利用HyperMesh与ANSYS软件联合仿真，建立车轴-滑动轴承的有限元分析模型，研究了垂向载荷、车轴-滑动轴承间隙配合值对车轴磨损量的影响。变轨距列车时速为250 km/h时，计算结果表明：垂向载荷以及车轴-滑动轴承间隙配合值越大，车轴表面磨损也越严重；当车轴-滑动轴承间隙配合值为0.15 mm且车轴端部受到垂向载荷110.31 kN作用时，列车运行30万km后车轴的表面磨损量最高达0.480 mm。

变轨距；Archard模型；有限元；车轴磨损

0 引 言

变轨距转向架是指在地面设施协助下，通过变轨机构改变轮对内侧距的转向架，相较于传统的高速动车组转向架，其轮轴结构发生了很大改变。变轨距转向架在国外已有许多成功的运用情况[1]，但也存在不少问题。其中，车轴表面异常磨损的问题在波兰、日本等国的变轨距转向架上均有出现，但是至今都没有得到完美解决[2]。波兰的运用公司曾经研究过其开发的SUW200型变轨距轮对车轴的磨耗情况，发现转向架在运行10万km后，车轴的平均磨损量在0.199~0.318 mm之间[3]，技术人员分析认为车轴的弯曲变形和轮轴间隙的存在是造成车轴磨损的主要原因。……