Noise and Vibration Control ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 203-210.

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Analysis of the Influence of Wheel Polygons on Wheel-rail Dynamic Characteristics Considering Ambient Temperature

  

  • Received:2025-06-13 Revised:2025-09-04 Online:2026-10-18 Published:2026-10-15

考虑环境温度的车轮多边形对轮轨动态特性的影响分析

李强1,裴彤彤2,张旭3,张维维4, 5,李国芳5   

  1. ( 1. 陇东学院智能制造学院,甘肃庆阳745000;
    2. 中国铁路西安局集团有限公司西安东车辆段,西安710600;
    3. 中国铁路兰州局集团有限公司嘉峪关机务段,甘肃嘉峪关735103;
    4. 中车洛阳机车有限公司,河南洛阳471002;
    5. 兰州交通大学机电工程学院,兰州730070 )

摘要: 为探究考虑环境温度的车轮多边形对轮轨动态特性及车轮长期磨耗演化的影响,建立考虑轮对-构架柔性的刚柔耦合动力学模型以及适用于计算车轮圆周磨耗的长期预测模型,探究温度-速度联合作用对轮轨动态特性的影响,预测、复现典型环境温度下车轮多边形长期磨耗演化行为,进一步分析严寒环境中列车运行速度对车轮圆周磨耗演化的影响。结果表明:车轮存在多边形时,环境温度对轮对横向振动特性、轮轨横向蠕滑特性及磨耗功影响显著,整体上规律表现为温度越低、列车运行速度越快,动力学指标波动越剧烈;严寒环境不仅会加剧车轮多边形的磨耗演化速率,还会促进磨耗后期车轮表面粗糙度水平及多边形幅值显著上升,但演化满足“频率固定”机理,不会影响高阶次主导多边形的形成;严寒环境中定期调整列车服役速度,可以破坏车轮多边形“波峰-波谷”磨耗位置,进而抑制车轮多边形磨耗演化速率。结论可为我国北方等温差较大地区的高速车辆服役安全评估提供参考。

关键词: 振动与波, 高速列车, 车轮多边形, 轮轨动态特性, 动力学, 环境温度