车辆-抬轮器耦合动力学性能分析

杨鸿泰，黄志辉，郑志伟，张伟忠

(1. 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，四川 成都 610031；2. 河北通海瑞宏铁路机具有限公司，河北 石家庄 050000)

车辆运行过程中因轴承烧损、齿轮卡死等情况导致轮对卡死，从而造成线路瘫痪，严重影响铁路运输秩序。目前主要的救援方法是车载法，即将抬轮器放置在故障轮对下面，支撑轮对并代替轮对运行。车载法通用性强，使用方便，但使用过程中选取抬轮器运行速度往往凭借经验，缺乏相应的理论参考，导致救援效率低下，甚至可能发生二次事故。本文将通过建立车辆-抬轮器耦合模型，对其动力学性能进行分析，以期为今后救援时选取抬轮器运行速度提供理论参考。

1 车辆-抬轮器耦合动力学模型

抬轮器由抬轮器车轮、抬轮轴和连接板组成。抬轮器安装在故障轮对下面，前后抬轮轴用来固定和支撑故障轮对，代替故障轮对运行。抬轮器在故障轮对下的安装方式如图1所示。

图1 抬轮器在故障轮对下的安装方式

运用多体动力学仿真软件SIMPACK建立车辆-抬轮器耦合动力学模型，对车辆和抬轮器组成的多体系统进行分析计算。抬轮器动力学模型包括2条抬轮器轮对、前后抬轮器轮对之间的连接板。连接板与前后抬轮器轮对耦合在一起，如图2所示。而车辆动力学模型中，将车辆轮对分别建立在抬轮器连接板上，通过约束与连接板耦合，二者形成一个整体。依次建立构架、轴箱、车体等刚体，形成整个车辆-抬轮器耦合动力学模型，模型中包括1辆车体、2个构架、4条车辆轮对、8个轴箱、8条连接板、8条抬轮器轮对，如图3所示。……