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原文传递高速动车组车轮型面优化研究

论文题名：	高速动车组车轮型面优化研究
关键词：	高速列车;车轮型面;优化设计
摘要：	随着列车运行速度的提高，高速铁路中的轮轨磨耗问题更加凸显。列车车轮的型面对轮轨间的磨耗有着直接的重要影响。合理的车轮型面可以提高轮轨匹配特性，进而减小轮轨磨损，降低铁路和列车维修成本。本学位论文以某型动车组车轮为对象，研究了高速动车组车轮型面的优化设计问题，旨在提高轮轨匹配性能，达到减小轮轨磨耗，延长轮对服役周期的目的。论文的主要工作及取得的研究成果如下。　　首先，介绍了轮轨接触几何、接触力学参数以及车辆系统动力学性能求解方法，并给出了动力学性能参数及评价指标，为车轮型面优化设计建立了理论基础。　　其次，通过对我国高速铁路几种常用动车组车轮实测磨耗数据的分析，找到了造成本文研究对象的轮对报废的主要原因为轮缘磨耗超限。计算了该型动车组车轮轮缘磨损后的接触特性和动力学性能，分析了车辆悬挂参数对车辆直线运行性能和曲线通过性能的影响，为后续型面优化设计提供了依据。　　最后，提出了一种改进的并行反求设计方法。在该方法中，通过数值优化算法自动搜索出目标性能曲线。运用改进方法，以降低轮缘磨耗为目的，选取滚动圆半径差为目标性能曲线，对车轮型面进行了优化。优化结果表明:与优化前踏面相比，优化型面提高了轮对横移0～9mm范围内的滚动圆半径差，可以有效降低车辆通过小半径曲线时的轮缘磨耗，同时保证了踏面较好的直线运行性能和大半径曲线通过性能。　　本学位论文借助于SIMPACK软件完成了动力学计算，采用MATLAB软件完成了基于Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论的接触性能计算以及基于改进的并行反求设计法的型面优化设计。
作者：	任文娟
专业：	机械设计及理论
导师：	李立
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文