摘要：机车车辆轮轨间的相互作用，对于机车车辆的运行平稳性、车轮和钢轨的磨耗、机车车辆和线路维修费用以及列车运行安全等有直接的影响。自从铁路第六次大提速以来，陆续开行了时速200km/h及以上动车组装用的全都是空心车轴和高速客车车轮，随着如今列车运行速度的提高，这种影响越发显著。研究机车车辆在线路上的运动和运动中轮轨间的相互作用力，以及消除它们的有害影响也就更加重要。

本文以CRH2型动车组的轮对为研究对象，利用软件UG NX 10.0建立CRH2型动车组的轮对三维模型，然后利用软件Abaqus6.12建立CRH2型动车组的轮对有限元模型，通过有限元法对CRH2型动车组拖车轮对在过直线、过曲线和过道岔三种情况下的静强度和轮对过盈配合进行仿真。通过仿真，可以非常直观地了解CRH2型动车组轮对的应力分布情况。

关键词：动车组；轮对；有限元

Abstract：Locomotive wheel-rail interaction, for locomotive running stability of the vehicle, abrasion of wheel and rail, locomotive vehicle and line maintenance costs and train operation safety has a direct impact. Since the sixth nationwide train speed acceleration, the operation speed of 200 km/h or above with the emu are all hollow axle and high-speed passenger car wheels. With the improvement of train running speed, this effect is more significant. Therefore, it is more important to study the interaction between wheel and rail in the movement of locomotive and vehicle on the road and eliminate their harmful effects.

This paper takes the wheelset pair of CRH2 as the research object. Software UG NX 10.0 was used to build a three-dimensional model of the wheelset of CRH2. Then, the software Abaqus6.12 was used to establish the wheelset finite element model of CRH2. Through the finite element method, the static strength and the wheel alignment of CRH2 emu are simulated under three conditions of overline, over curve and crossing fork Through the simulation, the force of the CRH2 wheel pairs can be understood very intuitively.

KeyWords：EMU, wheelset, finite element

目录

1绪论 1

1.1 课题的目的与意义 1

1.2 国内外研究现状与水平 2

1.2.1 轮对的国内研究现状和水平 2

1.2.2 轮对的国外研究现状和水平 3

1.3 发展趋势 3

1.4 课题研究内容和技术路线 3

1.4.1研究内容 3

1.4.2技术路线 4

1.5 章节分布 4

2 轮对的设计 6

2.1 车轮的设计 6

2.2 车轴的设计 7

2.3 轮对校核 8

2.3.1欧洲动力车轴标准 8

2.3.2动车车轴校核 10

2.4 本章小结 12

3 轮对有限元建模 13

3.1 Abaqus有限元分析介绍 13

3.2 车轮的有限元模型 13

3.3 车轴的有限元模型 16

3.4 本章小结 18

4 轮对有限元分析 19

4.1 有限元后处理阶段 19

4.2 不同工况下的轮轨受力分析 21

4.2.1 轮对通过直线 21

4.2.2 轮对通过曲线 22

4.2.3 轮对通过岔道 23

4.3 车轴的受力分析 23

4.4 本章小结 24

5 结论和展望 25

致谢 26

参考文献 28

1绪论

1.1课题的目的与意义

自从2008年中国的第一条高铁——京津城际高铁正式开通运营到今天，短短的十年时间，高铁在中国已经像曾经的绿皮火车一样，成为极其普及的存在，普及到我们压根没想到过。

如此普及的高铁，动车组作为其运行的交通工具，却是有不同种类的。首先便是目前国内最为常见的和谐号动车组，中国铁道部与外国公司共同生产了CRH1（加拿大庞巴迪公司与南车四方车辆有限公司）、CRH2（日本川崎重工与中国南车集团四方机车车辆股份有限公司）、CRH3（德国西门子公司与中国北车集团唐山轨道客车有限责任公司）、CRH5（法国阿尔斯通与中国中车集团长春轨道客车股份有限公司），CRH6则是中国南车集团（中国中车青岛四方机车车辆股份有限公司与中车南京浦镇车辆有限公司）研制生产的，CRH380系列是自主研制生产的。当然还有最新的复兴号动车组，复兴号动车组是中国标准动车组的中文命名，是由中国铁路总公司牵头组织研制、具有完全自主知识产权、达到世界先进水平的动车组列车。