蛇行运动状态下高速列车轮轨动态接触特性分析

柴非凡1，杨云帆2，凌亮1，王开云1，翟婉明1（1.西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室；2.石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室）

摘要：高速列车在运营服役过程中会出现不同程度的蛇行运动现象，大幅度的蛇行运动会显著恶化轮轨接触关系，威胁行车安全。基于车辆-轨道耦合动力学理论，建立了考虑轮轨非赫兹接触行为的高速车辆-轨道空间耦合动力学模型。利用所构建的数值模型，系统地对比分析不同轮轨磨耗和匹配状态下高速列车蛇行运动行为对轮轨系统动态相互作用的影响。研究结果表明：蛇行运动条件下高速列车轮轨界面应力动态响应出现周期性波动，同时轮轨应力幅值显著高于稳态运行状态下的轮轨应力幅值；轮轨黏着性能随着轮对蛇行横移量变化速率的增加而下降；蛇行运动状态下车轮踏面磨耗总量显著高于稳态运行条件下车轮踏面磨耗总量。

关键词：高速列车；蛇行运动；车辆-轨道耦合动力学；轮轨非赫兹滚动接触；磨耗