轮轨与轮轮接触几何计算研究

倪平涛，刘德刚，曲文强

（1 广东南车轨道交通车辆有限公司，广东江门529000；2 中国南车集团 青岛四方机车车辆股份有限公司高速列车系统集成国家工程实验室，山东青岛266111）

轮轨接触几何关系计算是机车车辆动力学的基础，西南交通大学王开文提出的“迹线法”开创了我国轮轨接触几何研究的新阶段［1］，为分析滚动振动台试验与车辆实际线路运行特性的差异有贡献，张卫华参照“迹线法”的思路推导了轮轮接触几何关系计算公式，将轮轮接触点的寻找简化为一维搜索［2］。随着我国多个滚动试验台的建成，为更好地发挥滚动试验台对机车车辆研发的指导作用，需要进一步研究和明确轮轨、轮轮接触几何关系，与此同时，轮轨、轮轮接触几何方面的研究进展也将促进机车车辆仿真的深入及普及。本文在对轮轨接触迹线法进行研究的基础上，提出一种简洁、使用方便的轮轮接触二维搜索计算方法，同时提供了一种快速搜索轮轨和轮轮接触点的编程方法。

1 轮轨和轮轮接触点计算公式的推导

在直线钢轨上，由于直向半径为无穷大，对于踏面已确定的轮对，轮轨接触点迹线只与摇头角和侧滚角有关［1］；而对于轮轮接触，还需考虑轨道轮的半径和轮对初始位置。

1.1 轮轨、轮轮接触坐标系的建立

建立常用的机车车辆坐标系，即以轨道轮对或轮对的几何中心为原点，沿直线钢轨前进方向和轨道轮正位时的纵向为X轴，Z正向朝下的右手螺旋坐标系。……