轨道交通弹性车轮轮轨接触行为研究

文章针对含有压剪复合型橡胶元件的弹性车轮,深入研究了车轮在滚动过程中的接触行为。基于轮轨耦合有限元模型,得到了接触斑在静止和不同速度下的变化规律,给出了轮轨接触应力和最大等效应力的特征以及摩擦耗散的能量、应变能的变化规律。结果表明,不同车速下,弹性车轮接触斑形状与刚性车轮相比有明显不同;弹性车轮轮轨接触应力明显小于刚性车轮,橡胶元件起到了吸收轮轨接触应力的作用;弹性车轮滚动时摩擦耗散的能量总体小于刚性车轮,应变能总体大于刚性车轮,究其原因是因为橡胶元件在车轮滚动时通过大变形吸收了能量。