铁道车辆车轮踏面反向优化设计方法

铁道车辆车轮踏面优化设计铁道车辆车轮踏面优化设计摘要尽管现代铁道车辆及其走行部的设计，足以引入主动轮轨控制系统，但一些铁路和有轨电车公司仍然在使用大量的旧车。

轮对动力学行为，特别是轮轨外型的的设计决定了车辆的动力学行为，安全性，和维护费用。

本文提供一种基于给定轮轨接触几何特性的踏面外型的设计方法。

轮轨最优化得设计要求包括：车辆运行平稳性，设计花费，轮轨的低磨耗。

优化过程中踏面外型不断变化。

新的踏面外型的获得是基于给定目标滚动圆半径差函数和钢轨外型。

RRD曲线通过实测新的或者磨耗后的踏面和钢轨获得。

最后用ADAMS软件包，将得到的踏面外型用在动力学仿真中，验证磨耗和安全性是否达到要求。

设计程序将用于有轨电车踏面外型的设计。

数值结果将在下面呈现和讨论。

1.概述过去几十年间，铁路车辆和走行部的设计取得了巨大的进步。

近几年，摆式车，高速车，自导向轮对和一些其他先进措施被用在铁路上。

尽管取得了如此的进步，轮对结构并没有变化。

不匹配的轮轨关系将很容易损坏这种技术进步。

另外，一些旧车仍然状态良好不需替换。

这些旧车由于没有高技术设备改进性能，因而尤其需要合适的轮轨匹配关系。

踏面设计是个古老的问题因而有很多种方法来满足轮轨匹配关系。

在处理封闭式轨道系统时，即只有一种车在轨道上运行，没有其他种类车辆的影响，能够找到最佳的轮轨匹配关系。

比如重载和有轨电车就属于这种系统。

本文考虑的就是这种系统，也就是为在海牙运行的有轨电车线路设计一种新的踏面外型。

通过对轮轨接触几何特性的研究，就可以判断轮对的动力学行为，最终去判断车体的动力学参数。

因为轮对代表了钢轨到车体的一个激励源。

轮轨几何形状决定着车辆的横向动力学。

当轮对沿钢轨运动时，轮轴中心做正弦运动。

滚动圆半径，接触角和侧滚角随轮对相对钢轨的横移量而变化。

这些几何约束变量和轮对横向位移之间的功能相关性，受钢轨和轮对的截面形状。

轮轨接触的一个重要的特性就是接触点处的滚动圆半径，左轮和右轮的滚动圆半径是不同的。

铁路车轮踏面的摩擦学设计方法
《铁路车轮踏面的摩擦学设计方法》
铁路车轮的摩擦特性是安全性要求严格的轨道运输系统的重要
参数之一，其设计决定着车辆的运行安全和稳定性。

本文研究了铁路车轮踏面的摩擦学设计方法，优化了摩擦学设计的要求，分析了不同材质的车轮踏面摩擦特性，提出摩擦学设计的方法，包括：
1. 确定车轮踏面材料：根据车轮踏面的施加力和频率，选择有
利于摩擦性能的车轮踏面材料，确定车轮踏面的材料性能。

2.计算车轮踏面摩擦系数：摩擦学设计系统中根据不同材料和施加力和频率计算摩擦系数，以保证车轮踏面的摩擦性能。

3. 根据计算结果设计车轮踏面：根据计算出来的摩擦系数，设
计车轮踏面，满足摩擦学设计要求，进一步优化车轮踏面的性能。

4. 系统评估：对不同材质的车轮踏面摩擦性能进行系统评估，
选择合适的车轮踏面材料，确保车轮踏面的安全性和稳定性。

本文研究结果表明：摩擦学设计是一种科学合理的设计，满足了车轮踏面的安全性和稳定性，为车轮踏面设计提供了一种可靠的依据。

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车辆车轮踏面镟修出现多边型原因分析及措施吴姝娟宋克穷林洲发布时间：2023-06-18T06:56:03.600Z 来源：《科技新时代》2023年7期作者：吴姝娟宋克穷林洲[导读] 车辆车轮踏面出现多边形这种现象在城轨车辆和高速动车组运营故障中非常常见，基本发生在采用不落轮车床镟修踏面后。

车轮踏面出现多边形对车辆运行和轨道会产生不利影响，因为该现象会使车辆和钢轨产生剧烈振动，引起轨道损坏和降低车辆部件使用寿命。

本文针对车轮踏面镟修设备镟修原理，分析车轮踏面镟修后造型多边形的原因，给出相应解决措施，给行业各造修、运营单位踏面镟修工艺改进提供参考。

中车成都机车车辆有限公司成都 610057摘要：车辆车轮踏面出现多边形这种现象在城轨车辆和高速动车组运营故障中非常常见，基本发生在采用不落轮车床镟修踏面后。

车轮踏面出现多边形对车辆运行和轨道会产生不利影响，因为该现象会使车辆和钢轨产生剧烈振动，引起轨道损坏和降低车辆部件使用寿命。

本文针对车轮踏面镟修设备镟修原理，分析车轮踏面镟修后造型多边形的原因，给出相应解决措施，给行业各造修、运营单位踏面镟修工艺改进提供参考。

关键词：踏面；多边形；原因；措施。

Analysis and measure of multi-lateral type of wheel tread spinning repair in rail vehicleWu Shu juan；Song Ke qiong；Lin Zhou（CRRC Chengdu CO.，LTD，Chengdu，610057）Abstract：The polygons appear on the wheel tread of railway vehicles as periodic non-roundness of wheels. This phenomenon is very common in urban rail vehicles and high-speed EMU wheels after running for a period of time. The appearance of polygon on wheel tread will have adverse effects on vehicle running and track，because this phenomenon will cause severe vibration of vehicle and rail，cause track damage and reduce the service life of vehicle parts. In this paper，according to the rotating repair principle of wheel tread rotating repair equipment，the causes of molding polygon after wheel tread rotating repair are analyzed，and the corresponding solutions are given，which can provide reference for the improvement of tread rotating repair process of each building and operating unit in the industry.Key words：Tread；Polygon；Reason；Measures.1.引言铁道车辆车轮踏面出现多边形，这种现象在城轨车辆和高速动车组车轮运行一段时间后非常常见。

100%低地板现代有轨电车车轮踏面优化周业明1周小江1任利惠2季元进2（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心，266111，青岛；2.同济大学铁道与城市轨道交通研究院，201804，上海//第一作者，教授级高级工程师）摘要基于接触角曲线反推法，对佛山南海100%低地板有轨电车的车轮踏面进行了优化。

与原型踏面相比，优化后的踏面提高了独立轮对复位能力，改善了轮轨接触状态，减小了轮轨接触应力。

仿真计算表明，优化后的踏面改善了车辆的动力学性能，踏面磨耗状态优于原型踏面。

关键词有轨电车；车轮踏面；踏面优化中图分类号U270.2；U482.1+02DOI：10.16037/j.1007-869x.2020.04.006Tread Optimization for100%Low-floor Modern Tram ZHOU Yeming，ZHOU Xiaojiang，REN Lihui，JI Yuanjin Abstract Based on the contact angle curve reverse repulsion method，the tread of100%low floor tram running in Nanhai District of Foshan City is pared with the origi⁃nal tread，the optimized one increases the restore ability of the independent rotting wheel set，improves the wheel/rail contact state and reduces the wheel/rail contact stress.A calculation shows that the optimized tread improves the dynamic perfor⁃mance of the vehicle，and the wear depth of the optimized tread is less than that of the prototype tread.Key words tram；wheel tread；tread optimizationFirst-author's address CRRC Qingdao Sifang Locomotive and Rolling Stock Co.，Ltd.，266111，Qingdao，China佛山南海100%低地板有轨电车采用3个模块编组，模块间采用Jacobs转向架连接，各模块采用同步永磁电机驱动。

铁道车辆车轮踏面反向优化设计方法摘要：因为踏面外形的类型还有轮径差的变化以及接触点的分布特征，期都是有很多种的。

随意，本文将针对于此，设计一种标准的踏面反向优化设计方法。

此方法是由给定轮轨初始接触点的位置还有轮对在不同横移量下的轮径差的信息。

通过结合踏面外形，进而建立踏面反向设计的最优化模型。

最后通过S1002cn和lm八踏面反向设计验证结果。

结果中显示出，参数得到的优化不同，其设计的踏面外形也不同，但是全部都满足刚开始的接触点位置和轮径差的需求，通过分析不同轮对横移量下的轮轨接触点的分布不同，进而再设计出踏面和参考踏面外形的误差还有其接触点的位置，通过已知的最优踏面参数，再来设计s1002cn踏面外形最大误差。

二十了毫米，设计的lm八踏面外形最大误差。

最优踏面的优化参数在两毫米下，能够随意更改轮径差曲线和初始接触点的位置。

从而可得改后的车轮踏面外形。

最后就能够很好的验证踏面反向设计方法的现实意义。

同时，还能够为新的踏面设计提供有效的参考价值。

关键词：经济发展；显示差异；踏面设计；径差曲线；分析与研究；参考车辆能够运行还有导向是通过轮轨豁着产生的牵引力还有制动力来完成的。

铁道的车辆之所以能够正常运行，承担此项任务的是与钢轨接触的车轮踏面。

一个优良的踏面外形，对于铁道来说，能够很好的使车辆具有很好的运行性能，使车辆更加具有安全性，平稳性。

由多段不同的半径的圆弧曲线和直线线段组成门，是通过标准车轮踏面和轨道型面构成的。

在车轮踏面和轨面相接触的时候的约束下，不同横移量对轮的轮径差、接触角在一直变化。

复杂的动态接触关系。

所以关于轮轨接触几何参数中得到的与踏面和轨面外形相关的表达解析式是很困难的。

针对于此，本文提出了一种比较优化的踏面反向设计方法。

主要内容就是，把轮径差作为目标，进而建立一个以踏面外形误差最小化目标的最优化模型。

把已知的初始踏面为基础，进而给定轮轨初始接触点位置，计算方法采用的是循环迭代法。

铁路车轮踏面的摩擦学设计方法一、前言随着我国铁路的不断发展，日益增加的机车车辆，车轮与轨道之间的摩擦及冲击学设计也变得越来越重要。

本文详细介绍了铁路车轮踏面的摩擦学设计原理及其具体的实现方法。

本文主要从以下几个方面分析和讨论：定义铁路车轮踏面摩擦学设计的基本原理；综合考虑和把握摩擦学设计的原则；讨论摩擦学设计过程中的各种参数，以及如何分析和优化摩擦学设计方法等。

二、铁路车轮踏面摩擦学设计基本原理1．定义铁路车轮踏面的摩擦学设计是指通过研究和分析车轮、车辆、轨道、轨辙板、沟道等机械设备的摩擦特性，以及当车轮沿轨辙板行驶时，车轮、轨道车辆等机械系统之间的力学、动力学行为，来优化铁路车轮与踏面之间的摩擦学设计，以一定程度达到减少行车过程中的摩擦力，减少行车噪音，提高行车安全，降低车辆、轨道、轨辙板、沟道等结构部件的磨损等目的。

2．基本原理铁路车轮踏面摩擦学设计的基本原理是根据车轮、车辆、轨道、轨辙板、沟道等机械设备的摩擦特性，综合考虑车轮、轨道车辆等机械系统之间的力学、动力学行为，设计合理的摩擦参数，以期达到减少行车过程中的摩擦力，减少行车噪音，提高行车安全，降低车辆、轨道、轨辙板、沟道等结构部件的磨损等目的。

具体实现过程涉及车轮、车辆、轨道、轨辙板、沟道等机械设备的摩擦特性，以及车轮沿轨辙板行驶时车轮、轨道车辆等机械系统之间的力学、动力学行为，以及摩擦学设计过程中的各种参数，如摩擦系数、滚动半径、轮毂直径等，这些参数的选择都是基于摩擦特性和动力学行为的。

三、铁路车轮踏面摩擦学设计的原则1．综合考虑车轮、轨道车辆等机械系统之间的力学、动力学行为铁路车轮踏面摩擦学设计的原则之一是要综合考虑车轮、轨道车辆等机械系统之间的力学、动力学行为。

在考虑车轮踏面摩擦学设计时，要考虑的参数有：轮毂直径、车轮磨耗、滚动半径、接触摩擦系数、滑动摩擦系数等。

在考虑车辆对轨道之间的力学、动力学行为时，要考虑的参数有：车轮-轨道的接触角度、车辆行驶过程中的接触力、轨道半径、车辆自重与轨道荷载的变化等。