城市轨道交通列车轮对磨耗模型研究

吴 健，叶正君，邢宗义

（1. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛 266111；2. 南京理工大学 自动化学院，南京 210094）

随着城市轨道交通的迅猛发展，其系统也面临着诸多问题[1]。以地铁列车系统为例，轮对作为列车车体重要组成部件之一，在列车运行过程中起着引导列车车体沿着钢轨正确前进与转弯的作用，此外还要承受来自轨道和列车车体的全部动、静载荷，以上种种因素造成的严峻工作环境使得轮对失效问题已然成为地铁系统最常碰到的问题[2]。实时掌握轮对状况，保障轮对正常的服役性能，对保证地铁列车正常安全运营具有重要意义。

常见的轮对失效形式为轮对的磨耗损伤[3]。自轮对开始服役时刻起，磨耗伴随其整个服役周期直至报废退役。对轮对磨耗模型进行研究，准确掌握轮对型面变化，有助于保障轮对系统的安全性与可靠性，已成为轮对维保的关注重点[4]。当前，针对轮对磨耗模型的研究可分成两种方式：（1）基于动力学仿真分析；（2）基于磨耗数据统计分析[5]。如Jendel基于GENSYS软件平台建立列车动力学模型，结合FASTSIM算法和Archard磨耗模型，实现轮对磨耗趋势的预测[6]。Wei Zhu利用多项式模型去拟合大量现场轮缘厚磨耗历史数据，采用非线性最小二乘法的卡尔曼滤波方法对磨耗模型进行修正，最终得到精度良好的轮缘厚磨耗模型[7]。考虑到现场轮对磨耗历史数据存在主观性强、数据条目缺失等问题，将影响到轮对磨耗模型的准确性，本文基于SIMPACK软件建立某地铁线网下的机车及轨道多体动力学模型，结合接触斑分析算法与Archard磨耗模型，实现轮对型面磨耗的分析；……