Influence of Tread Hollow-worn Wheel on Wheel/rail Interaction

为了研究踏面凹形磨耗车轮的动力学行为，改进Kik-Piotrowski方法提出一种可考虑轮对摇头和轮轨多点接触的非Hertz接触模型，结合车辆-轨道耦合动力学理论计算具有实测踏面凹形磨耗车轮的CRH2高速动车组在钢轨上运行时的轮轨动态相互作用行为。计算结果表明，改进的Kik-Piotrowski方法可以很好地模拟磨耗车轮与钢轨的多点接触和非Hertz接触行为，轮轨法向力、轮轨蠕滑力以及接触斑形状都与CONTACT计算结果比较接近。对于踏面凹形磨耗的车轮，接触区域分布在车轮磨耗边缘的两个孤立位置，当接触斑从一个区域向另一区域转换时存在瞬时的两点接触。由于两点接触的过渡，接触区域在两个位置转换时造成的冲击效应并不明显。与无磨耗车轮的动力学响应对比，该类车轮踏面凹形磨耗对轮轨力的影响从总体上来说不大，对轮轨横向力的影响略大于对轮轨垂向力的影响，磨耗会增加轮轨垂向力和轮轨横向力的高频成分。