机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 41-51.doi: 10.3901/JME.260615
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姜培斌, 蒋忱忱, 何金原, 凌亮, 魏来, 翟婉明
JIANG Peibin, JIANG Chenchen, HE Jinyuan, LING Liang, WEI Lai, ZHAI Wanming
摘要: 运行速度的提高使得高速动车组车辆-轨道耦合系统的轮轨动力相互作用呈现明显增强的态势,尤其是在钢轨短波局部不平顺作用下,轮轨冲击载荷显著加剧。为探究更高运行速度条件下高速铁路轮轨冲击载荷特征,基于车辆-轨道耦合动力学理论,构建适应于时速400 km以上高速列车的车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,系统分析更高运行速度条件下,钢轨焊缝、波磨等典型短波不平顺激励作用所导致的轮轨动力响应规律。研究表明:车辆高速通过钢轨焊缝不平顺激励时,轮轨系统会产生显著的冲击效应,列车通过速度由300 km/h提高到400 km/h时,轮轨系统振动最大值增幅在30%左右,轮轨相互作用力最大值增幅在15%左右。当车辆高速通过钢轨波磨激励时,轮轨动力响应呈现明显的周期性波动特征,不同速度下钢轨波磨的敏感波长存在明显差异,当波磨所激发的轮轨冲击频率与轮轨系统关键部件固有模态频率接近时,易诱发轮轨系统耦合共振,进而导致轮轨动力响应显著增大。相关研究成果可为时速400 km及以上高速铁路钢轨焊缝、波磨区段的养护维修管理提供理论支撑。
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