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摘要
高速列车车轮多边形磨耗会引起轮轨作用力明显增大,对车辆和轨道部件产生恶劣影响。为研究车轮多边形对轨道所承受载荷的影响,探索更高速度等级高速铁路轨道设计载荷的确定方法,本文建立了详细的车辆-轨道耦合模型,仿真分析了不同车速20阶车轮多边形下的轮轨动力响应,计算了轮轨垂向力及扣件垂向力的特征。结果表明:(1)车轮多边形对轨道结构作用为谐波激励,激励空间波长与车轮多边形波长相同,随着运行速度的增加,多边形激励频率随之增加,对轨道结构形成扫频作用,在某一共振速度下出现峰值;(2)轮轨力最大值受不圆幅值影响显著,其最大值随车轮多边形幅值增加而增大。不圆幅值为0.02 mm时,轮轨力最大值为149 kN;幅值为0.1 mm时,轮轨力最大值为291 kN;400km/h速度条件下,车轮多边形幅值在0.01～0.1 mm范围内时,对应的轮轨力与静轮重比值为1.69～4.16;(3)400km/h速度条件下,车轮多边形幅值在0.01～0.1 mm范围内变化时,扣件力最大值的变化范围为21.89～31.49 kN,对应的动静力比值为1.11～1.59。
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