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汇总轮轨关系————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：轮轨关系轨道车辆和线路的作用问题是铁路轮轨接触式运输的基本问题。
发展重载运输必须解决好轮轨之间的动力作用，努力减轻重载列车与线路的动态作用。
但由于轮轨关系自身的复杂性，目前的研究理论和模型仍然基于一些假设[1]： 1）法向接触满足Hertz 接触条件； 2）轮轨接触副视为弹性半空间；3） 接触表面是理想光滑连续的,而接触表面之间的 “第三介质 ,’ 如水、油和其它污染物的影响被忽略；4) 轮轨接触斑以外边界支撑和约束条件对轮轨接触行为的影响被忽略； 5) 高速轮轨滚动接触时的惯性力被忽略； 6) 不考虑温度的影响。
上述几点假设是不符合实际但是理论的前提。
轮轨关系的主要研究内容为轮轨接触几何的确定和轮轨滚动接触理论的应用。
实际接触参数计算和列解微分方程的过程可简述如下：在某一瞬时位置确定轮轨接触点是关键，之后就可以在确定了接触点的基础上利用几何推导出各个重要的接触几何参数，如左右轮/轨在接触点的接触角L δ、R δ，左右轨在接触点处的钢轨顶面曲率半径RR ρ、RL ρ，左右轮在接触点处的踏面曲率半径WR ρ、WL ρ，左右轮实际滚动半径R r 、L r ，轮轨接触时的侧滚角k θ，轮对中心的上下位移k z ，其中变量为轮对相对轨道的横移量和摇头角w y 、w ψ。
利用已求得的接触参数和Hertz 接触理论公式计算出接触椭圆的长短半轴，从而确定轮轨接触斑。
然后利用接触椭圆的长短半轴长和查表得到的kalker 系数及材料常数计算得到蠕滑系数，之后再通过实际速度和纯滚动速度计算出蠕滑率，将二者带入蠕滑力公式求得蠕滑力。
最后就可以列出含有蠕滑力，悬挂力，惯性力的运动微分方程，利用计算机求解得到位移、速度、加速度和相关模态值。
最初进行轮轨接触几何关系研究并确定接触参数的实用方法有两种：一种是圆弧形截面模型，一种是任意截面模型。
城轨轮轨几何关系及滚动理论轮轨几何关系及滚动理论1 轮轨接触状态和参数当车辆沿轨道运行时，为了避免车轮轮缘与钢轨经常接触和便于车辆通过曲线，左车轮的轮缘外侧距离小于轨距时，因此轮对可以相对与轨道做横向位移和摇头角位移，在不同的横向位移和摇头角位移的条件下，左右轮轨之间的接触点位置不同，于是轮轨之间的接触参数也发生变化，对于车辆运行中的动力学性能影响较大的轮轨参数如下，a、左轮和右轮实际滚动半径，r L 、r R。
当轮对为刚性轮对时，轮对绕中心线转动时，各部分的转速时一样的，车轮滚动半径大，在同样的转角下行走的距离长，同一轮对左右车轮滚动半径差越大，左右车轮滚动时走的距离差就越大。
左右车轮滚动时的走的行的距离就越大，车轮滚动的半径大小也影响轮轨的接触应力，b、左轮和右轮在轮轨接触点的踏面曲率P WL和P WR。
c、左轨和右轨在轮轨接触点处的轨头截面曲率半径P RL和P RR。
轮轨接触点处的曲率半径大小，将会影响轮轨实际接触斑的大小、形状、轮轨之间的接触应力。
d、左轮和右轮在接触点处的接触角?L 和?R，即轮轨接触点的轮轨公切线与轮对中心线间的夹角。
轮轨间的接触角大小影响轮轨间的法向力和切向力在水平方向分量的大小。
e、轮对侧滚角ΦW.轮对侧滚角会引起转向架侧滚和车体侧滚。
f、轮对中心上下z W。
该量的变化会引起转向架和车体垂向位移。
图5-8当轮对相对于轨道只有横向位移而无摇头角位移时，轮轨之间的接触点处于通过轮对中心线的铅垂平面内，但是当轮对相对于轨道有摇头位移时，即使轮轨仍保持踏面一点接触的情况，轮对接触点即不在位于通过轮对中心线的铅垂平面内，此时接触点与铅垂面有一段距离，成为接触点的超前量，车轮沿着钢轨运行时，轮轨接触点不断变化，车轮与钢轨与顶面的接触点是车轮转动的瞬时中心，从宏观来看，轮轨之间似无相对滑动，在有两点接触的情况下，车轮轮缘与钢轨侧面的接触点也不断不发生变化，由于车轮绕瞬时转动中心转动，因此轮缘与钢轨侧面之间在接触点处将会出现相对滑动。
轮轨关系轨道车辆和线路的作用问题是铁路轮轨接触式运输的基本问题。
发展重载运输必须解决好轮轨之间的动力作用，努力减轻重载列车与线路的动态作用。
但由于轮轨关系自身的复杂性，目前的研究理论和模型仍然基于一些假设[1]：1）法向接触满足Hertz 接触条件；2）轮轨接触副视为弹性半空间；3） 接触表面是理想光滑连续的,而接触表面之间的 “第三介质 ,’ 如水、油和其它污染物的影响被忽略；4) 轮轨接触斑以外边界支撑和约束条件对轮轨接触行为的影响被忽略；5) 高速轮轨滚动接触时的惯性力被忽略；6) 不考虑温度的影响。
上述几点假设是不符合实际但是理论的前提。
轮轨关系的主要研究内容为轮轨接触几何的确定和轮轨滚动接触理论的应用。
实际接触参数计算和列解微分方程的过程可简述如下：在某一瞬时位置确定轮轨接触点是关键，之后就可以在确定了接触点的基础上利用几何推导出各个重要的接触几何参数，如左右轮/轨在接触点的接触角L δ、R δ，左右轨在接触点处的钢轨顶面曲率半径RR ρ、RL ρ，左右轮在接触点处的踏面曲率半径WR ρ、WL ρ，左右轮实际滚动半径R r 、L r ，轮轨接触时的侧滚角k θ，轮对中心的上下位移k z ，其中变量为轮对相对轨道的横移量和摇头角w y 、w ψ。
利用已求得的接触参数和Hertz 接触理论公式计算出接触椭圆的长短半轴，从而确定轮轨接触斑。
然后利用接触椭圆的长短半轴长和查表得到的kalker 系数及材料常数计算得到蠕滑系数，之后再通过实际速度和纯滚动速度计算出蠕滑率，将二者带入蠕滑力公式求得蠕滑力。
最后就可以列出含有蠕滑力，悬挂力，惯性力的运动微分方程，利用计算机求解得到位移、速度、加速度和相关模态值。
最初进行轮轨接触几何关系研究并确定接触参数的实用方法有两种：一种是圆弧形截面模型，一种是任意截面模型。
前者可直观的用数学解析的方法确定其几何关系，后者是数值方法，需编程实现。
前者在综述中提到；现重点论述后者，它是一种通用性很强的求解轮轨接触几何的数值方法。
