摘要：

运用有限元法建立车辆-轨道非线性耦合系统振动分析模型，该模型包含车辆、轨道两个子系统，其中车辆子系统为附有二系弹簧的整车模型，轨道结构子系统为离散的三层弹性梁模型。两子系统通过轮轨非线性接触力和位移协调条件实现耦合。针对车辆-轨道非线性耦合系统动力学方程提出了交叉迭代算法。为加速迭代收敛速度，引入松弛法对轮轨接触力进行修正。为证明算法的正确性，进行了算例验证。同时还给出了CRH3高速动车在有砟轨道上运行时引起车辆和轨道振动的实例，分析中考虑了轮轨线性和非线性接触及不同列车速度对车辆和轨道结构振动的影响。计算结果表明交叉迭代算法具有程序编制简单、收敛速度快、用时少、精度高的优点；采用轮轨线性接触模型得到的车辆和轨道结构的动力响应比轮轨非线性接触模型得到的结果要大，其中位移、加速度最大值和振幅增大范围约在15 %以内，轮轨接触力最大值和振幅增大范围约在5 %以内。

关键词: 振动与波, 车辆-轨道非线性耦合, 交叉迭代算法, 轮轨非线性接触, 轮轨线性接触, 松弛法