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原文传递高速列车轴箱轴承动态行为研究

论文题名：	高速列车轴箱轴承动态行为研究
关键词：	高速列车;轴箱轴承;动力学性能;运行品质
摘要：	轴箱装置连接列车轮对与构架并传递它们间相对运动和相互作用力，在列车结构中起着承上启下的关键作用。作为实现轴箱装置功能的主要部件，轴箱轴承的动力学性能对高速列车安全、平稳、可靠运行有着非常重要的影响。机车车辆设计制造技术的不断进步促使我国客运列车运营速度得到了显著的提升，目前我国高速列车最高运营速度已经达到了300km/h。列车运营速度的不断提高使得轴箱轴承的运行工况不断恶化:随着轴承转速的提高，轴承元件间接触和碰撞作用更加剧烈，轴承元件运动稳定性更差，轴承发热更加严重。此外，高速列车在实际线路运行时，总会受到轨道不平顺激励作用而产生振动。在振动环境下，高速列车轴箱轴承各元件的受力和运动会更加无规则化，这会对轴箱轴承的动力学性能产生较大的影响。高速列车轴箱轴承在如此恶劣的运行工况下能否保持良好的动力学性能对保证高速列车运行品质至关重要，很有必要进行分析。　　本文以高速列车轴箱轴承为研究对象，围绕其动力学行为展开研究，主要工作如下: 　　依据轴箱轴承在高速列车中与其它元件的配合关系，分析轴承各元件受到的约束，对轴承各元件进行受力和运动分析，依据轴承相邻元件质心位移及其几何尺寸判断它们之间是否产生接触并计算接触变形量，基于Hertz线接触理论计算轴承元件间的接触法向力，依据轴承两接触元件间在接触点处的相对速度沿切向分量判断它们是否产生相对滑动，并计算滑动摩擦力，最后建立轴承各元件运动微分方程。　　使用FORTRAN编写轴箱轴承运动微分方程程序，并使用4/5阶Runge-Kutta法求解。对承受较大径向载荷的轴箱轴承各元件在驱动力和驱动力矩作用下的起动阶段的动态行为进行了分析。结果表明:内圈质心会在平衡位置附近波动，滚子质心的公转运动半径具有一定变化区间，保持架质心产生了涡动现象。使用MATLAB实现了轴箱轴承动态行为的动画展示。　　基于已有滚动轴承三维动力学仿真软件，建立高速列车轴箱轴承动力学模型，使用SIMPACK对高速列车整车进行动力学仿真得到考虑轨道不平顺因素与不考虑轨道不平顺因素时列车运行时轴箱轴承所受外载荷并导入轴箱轴承动力学模型，对比上述两种工况下轴箱轴承各元件间的接触作用力和保持架质心运动的变化规律，探究轨道不平顺因素对高速列车轴承动态行为的影响。结果表明:在轨道不平顺激励作用下，两列滚子与内、外圈滚道的接触作用力呈现出显著的差异，两列滚子与内、外圈滚道的最大接触应力会显著大于不考虑轨道不平顺激励的工况;轨道不平顺激励对保持架质心运动稳定性没有显著的影响。
作者：	盖利森
专业：	载运工具运用工程
导师：	张卫华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文