欧拉坐标系下柔性轮对旋转效应对轮轨力的影响

作者：崔潇; 姚建伟; 胡晓依; 孙丽霞; 常崇义

来源：中国铁道科学, 2019, 40(04): 120-128.

DOI：10.3969/j.issn.1001-4632.2019.04.15

• 柔性轮对
• 旋转效应
• 轮轨力
• 欧拉坐标
• 拉格朗日坐标
• 多体动力学
• 刚柔耦合

为方便计算,在建立的刚柔耦合车辆—轨道系统多体动力学模型中,采用欧拉坐标系下旋转效应柔性轮对模型(既考虑柔性、又考虑旋转)。在模型求解时,采用OpenSees开源有限元软件进行二次开发,以解决商用有限元软件无法直接计算欧拉坐标系下旋转效应柔性轮对模型问题;将轮对的模态坐标从欧拉坐标系转化为拉格朗日坐标系,以解决欧拉坐标系下旋转效应柔性轮对与拉格朗日坐标系下车辆—轨道模型耦合计算问题。建立刚性轮对、无旋转效应柔性轮对和旋转效应柔性轮对模型,研究轮轨力的频率特性及在周期性轨道不平顺激励下的响应。结果表明:采用旋转效应柔性轮对模型时,轮轨垂向力波动存在多个主频,且高频波动更加剧烈;轮对的固有频率及轮轨力的响应频率均出现分离现象,且随着轮对旋转速度的增加,分离频率间差值越大;轮轨纵向力的影响较垂向力和横向力明显,当高速线路存在短波不平顺时,旋转效应易加剧柔性轮对纵向力的高频波动。

• 单位
  中国铁道科学研究院; 中国铁道科学研究院集团有限公司