张富兵，邬平波，吴兴文，汪群生，李凡松

(1.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2.重庆文理学院 智能制造工程学院,重庆 402160)

近些年国内高铁技术突飞猛进， 从最早的引进消化吸收阶段，已经进入到现在完全掌握并可以再创新的阶段，高铁已经成为我国高端装备制造业的名片。我国现在是全球高铁运营里程最多的国家，最新投入运营的“复兴号”运行速度为350 km/h，因此国内的高铁具有运行距离长、行驶速度快等特点。在国内这些年运营过程中，一些亟待解决的问题也逐渐浮现出来，其中一个重要的问题就是车轮多边形现象[1]。车轮多边形是指轨道车辆车轮名义滚动圆周向不均匀磨耗的现象[2-3]。车轮多边形现象会增大轮轨作用力，加剧车辆系统的振动，从而会导致转向架系统关键部件的寿命大大缩短。车轮多边形不仅仅存在于我国高速铁路，它是一个世界性的难题。

早在1974年，Jenkins等[4]就研究了不同类型不圆化车轮的冲击载荷，由此提出了车轮设计的的改进方案。1992年在加拿大温哥华列车上测量到车轮多边形现象，Kalousek等[5]通过试验测量和仿真计算，提出了可以通过修正钢轨和车轮的型面来改善车轮多边形现象。Brommundt[6]通过数值计算和动力学模型研究了多边形现象，认为车轮的初始误差和车轮转动惯量的相互作用导致了车轮多边形的产生。Morys等[7-8]研究车轮多边形产生的原因和演化规律，建立了ICE-1型高速列车的动力学模型，得出结论是车轮多边形会导致轮轨垂向力的大幅度变化，并且会激发轮对的弯曲模态，引发共振，最终加剧车轮多边形的发展。……