摘要：高铁在轮轨上能够安稳运行主要靠轮轨之间的接触，所以想要提高高铁的曲线通过性能，主要是对轮轨之间的动态几何关系进行优化改进，进而提高高速动车通过曲线时的平稳性，舒适性和安全性。改善轮轨间接触条件的一种主要方法是对车轮踏面的几何形状加以改进。因此，本论文主要研究了目前列车车轮上主要应用的LM型踏面和LMA型踏面，基于多体动力学通过软件SIMPACK建立了一条曲线轨道和高速动车组模型，分别对以上两种踏面的不同之处进行了分析，并分别解析了两种踏面在同一速度条件下和同一踏面在不同速度条件下对于高铁曲线通过性能的影响。最后分析两种踏面各自适合的速度条件和同一踏面在不同速度下的表现情况。

关键词：曲线通过性能；踏面类型；SIMPACK建模仿真；轮轨接触

The Analysis of High-speed Rail and Wheel Pass Performance

Abstract： High speed rail run on the wheel/rail depend mainly on the wheel/rail contact of safe running , so want to improve the performance of high speed rail curve through mainly optimize the wheel/rail dynamic geometric relationships between the improved, and thus enhanced the stability of high-speed train through curve, comfort and safety. One of the main ways to improve the contact condition is to improve the geometry of wheel tread. Therefore, this thesis mainly studies the tread on the train wheels at present mainly LM tread and LMA tread, high-speed emu wheel/rail model is established by applying the software SIMPACK, separately to the above two steps below difference are analyzed, and resolved the two kinds of tread under the condition of the same speed and in the same tread under the condition of different speed for high-speed rail curve by the influence of the performance. Finally, the speed conditions and the performance of the same tread at different speeds were analyzed.

KeyWords: Curve Passing Performance; Tread Type; SIMPACK; Wheel-Rail Contact

目录

1绪论 1

 1.1 选题的目的和意义 1

 1.2 国内外高铁曲线通过能力的研究概况 2

 1.3本论文的主要工作 3

2多体动力学原理及SIMPACK软件介绍 5

 2.1 多体系统动力学发展 5

 2.2 多体系统动力学建模与求解一般过程 6

 2.3 多体动力学软件SIMPACK简介 7

 2.4 本章小结 7

3高铁曲线通过性能评价指标及影响因素 8

 3.1曲线通过性能评价指标 8

   3.1.1脱轨系数 8

3.1.2轮重减载率 8

3.1.3 轮轨横向力 9

3.1.4 磨耗指数 9

 3.2 车轮的踏面与类型 10

   3.2.1车轮踏面的作用 10

   3.2.2 车轮踏面的类型 10

 3.3轨道介绍 12

   3.3.1 钢轨 12

   3.3.2 轨道不平顺 12

   3.3.3 线路 13

 3.4 本章小结 13

4建立高速动车组模型与分析仿真结果 14

4.1车轮踏面的产生过程 14

4.2轨道 15

4.3建立动车组模型 15

4.4仿真结果及分析 17

4.4.1临界速度 17

4.4.2  LM踏面和LMA踏面仿真分析结果 18

4.5 本章小结 23

5结论与展望 24

5.1总结 24

5.2展望 24

致谢 26

参考文献 27

附录 28

1.绪论

在二十世纪六十年代中期，日本建成了条高速铁路系统“新干线”并投入商业运营这也是第一条投入商业使用的高速铁路，随后，世界各国都开始修建自己的高速铁路。经过五十多年的技术发展，现如今高速铁路时速已经达到了250Km以上。在高速列车不断提速的过程中，虽然乘客出行的时间大大减少，但乘坐安全性，运行平稳性，舒适程度是旅客开始注意的问题。高铁相对于普通列车来说提升了速度，安全性该如何保证，相对于普通列车来说不重要的因素对于高速动车组会产生怎样的影响，都是高铁急速发展中急需解决的问题。