复杂轮轨摩擦条件下驱动方式对地铁轮轨动态相互作用影响研究

作     者：李牧皛 刘鹏飞 LI Muxiao;LIU Pengfei

作者机构：成都飞机工业(集团)有限责任公司成都610073 石家庄铁道大学省部共建交通工程结构力学行为与系统安全国家重点实验室石家庄050043 河北省交通工程结构力学行为演变与控制重点实验室石家庄050043 

出 版 物：《机械工程学报》 (Journal of Mechanical Engineering)

年 卷 期：2024年第60卷第14期

页      面：215-226页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 080801[工学-电机与电器] 0808[工学-电气工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52072249) 

主　　题：地铁车辆 驱动方式 车辆-轨道耦合动力学 复杂轮轨摩擦条件 轮轨非赫兹滚动接触 磨耗 

摘      要：旋转电机驱动和直线电机驱动是地铁列车最常采用的两种驱动方式。基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑旋转电机和直线电机两种驱动方式的地铁车辆-轨道三维耦合动力学模型;同时为精确反映轮轨系统动力学相互作用,在这两种模型中建立考虑轮轨空间运动的轮轨非赫兹滚动接触模型。利用所建立的动力学数值模型,系统地对比分析牵引工况下复杂轮轨界面摩擦条件对这两种地铁车辆轮轨系统动态相互作用的影响。结果表明:牵引载荷对旋转电机地铁车辆切向相互作用影响显著,但对直线电机地铁车辆切向相互作用影响很小;在低黏着接触条件下,旋转电机地铁车辆防滑控制器会被触发,此时轮轨接触表现为全滑动状态,而直线电机地铁车辆的轮轨接触则表现为局部滑动状态;在复杂轮轨摩擦条件和牵引工况下,旋转电机地铁车轮踏面磨耗量明显高于直线电机地铁的车轮踏面磨耗量。