噪声与振动控制

噪声与振动控制 ›› 2022, Vol. 42 ›› Issue (1): 8-13.

• 振动理论与数值解法 • 上一篇    下一篇

基于ANSYS二次开发的轮轨耦合模型及应用研究

孟宪金，刘林芽，秦佳良，李辉，左志远   

  1. （华东交通大学铁路环境振动与噪声教育部工程研究中心，南昌330013）
  • 收稿日期:2021-03-02 修回日期:2021-03-23 出版日期:2022-02-18 发布日期:2022-02-24

Research on Wheel-rail Coupling Model and Its Application Based on Secondary Development of ANSYS#br#

  • Received:2021-03-02 Revised:2021-03-23 Online:2022-02-18 Published:2022-02-24

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摘要： 基于ANSYS的二次开发技术，首先利用APDL语言提出一种具有广泛适用性的轮轨耦合相互作用计算方
法。在该计算方法中，车辆部分基于多体动力学理论建模，并通过APDL语言编程到ANSYS中，再根据有限元理论对
轨道部分进行仿真，充分考虑轮轨非线性接触，车辆系统和轨道系统分别采用显式积分和隐式积分求解。然后，通过
与文献中采用交叉迭代算法计算得到的车辆-轨道垂向耦合系统动力响应对比，验证模型和计算方法的正确性。最后，
以高速列车-CRTSⅡ型板式无砟轨道为例，利用该方法分析扣件失效数量对耦合系统动力响应的影响。研究结果表
明：单个扣件失效对车辆系统的动力响应影响有限，对于钢轨的动力响应影响较大；扣件失效数量的增加会显著增大
车轨系统的动力响应，加剧轮轨的磨耗和相邻钢轨扣件的失效。提出的计算方法可以对不同型式的轨道结构和轨下
基础进行分析，对于轮轨耦合动力特性的研究具有很好的适用性。

关键词: 振动与波, ANSYS二次开发, 显式积分, 隐式积分, 轮轨耦合动力学, 扣件失效