考虑结构非线性的铁路弹性车轮动态特性研究

作     者：陈兆玮 蒲前华 龙权明 尚婷 王峙 张军 CHEN ZhaoWei;PU QianHua;LONG QuanMing;SHANG Ting;WANG Zhi;ZHANG Jun

作者机构：重庆交通大学机电与车辆工程学院重庆400074 重庆交通大学交通运输学院重庆400074 重庆市轨道交通(集团)有限公司重庆401120 

基　　金：国家自然科学基金项目(批准号:52008067) 中国博士后科学基金面上项目(编号:2019M650236) 重庆市基础研究与前沿探索项目(编号:cstc2018jcyjAX0271) 省部共建山区桥梁及隧道工程国家重点实验室开放基金(编号:SKLBT-19-002) 重庆市建设科技项目(编号:城科字2022第4-6)资助 

出 版 物：《中国科学：技术科学》 (Scientia Sinica(Technologica))

年 卷 期：2024年第54卷第4期

页      码：709-721页

摘      要：为研究结构非线性(包括弹性车轮橡胶材料非线性和接触边界非线性)对弹性车轮力学行为的影响,设计静动态试验获得弹性车轮中橡胶材料非线性本构关系并探讨了橡胶黏弹性特性;推导弹性车轮系统中橡胶弹性模量与刚度的转换关系,并确定黏弹性橡胶材料的刚度特性;基于橡胶Yeoh本构模型,建立整体车轮、线弹性车轮、考虑材料非线性特性的弹性车轮(以下简称:非线性弹性车轮)以及同时考虑材料与接触非线性特性的弹性车轮(以下简称:接触弹性车轮)等四个动力学模型,研究四种车轮模型在轮轨垂向力激扰下车轮的动态规律,并探明橡胶材料参数对弹性车轮动态特性的影响.研究表明:弹性车轮能有效降低车轮垂向振动;线弹性车轮的端点和中点较之非线性弹性车轮分别最大增加10%和13%的变形量,且橡胶中点变形量小于端点变形量;线弹性车轮较之整体车轮最大能降低17%的垂向振动,非线性弹性车轮较整体车轮最大能降低22%的垂向振动,同时考虑橡胶材料非线性和接触非线性对弹性车轮的动态特性影响不显著;四种车轮振动主频均为3~5, 10以及22 Hz;弹性车轮的振动和变形量随材料硬度增加而增加.

主 题 词：铁路车辆 弹性车轮 橡胶 非线性特性 减振 

学科分类：082304[082304] 08[工学] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.1360/SST-2022-0303

馆 藏 号：203127499...