车辆一轨道耦合模型与传统车辆模型的比较 王开.pdf

第38卷第1期西南交通大学学报V01．38No．1
2003年02月JOURNALOFSOUTHWESTJ~OTONGUNIVERSITYFeb．2003

文章编号：0258-2724(2003)01-0017-05

机车车辆横向动力学性能仿真

一车辆一轨道耦合模型与传统车辆模型的比较

王开云，翟婉明，蔡成标
(西南交通大学列车与线路研究所，四川成都610031)

摘要：运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆-轨道耦合动力学仿真软件THSIM，对传统车辆动力学和车
辆．轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析．结果表明：车辆无论是在直线上运行还是
通过曲线轨道和道岔时，采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大；仿真计
算车辆蛇行失稳临界速度时，采用前一模型得到的结果较后者偏高；而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差
别甚小．
关键词：车辆；耦合；轨道模型；传统车辆模型；轮轨横向力；临界速度；平稳性
中图分类号：U270文献标识码A

SimulationofLateralDynamicPerformances
ofLocomotivesandVehicles

-ComparisonofVehicle／TrackCouplingModelwithTraditionalVehicleModel

WANGKai-yun，ZHAIWan—ruing，CAICheng-b／ao
(Train&TrackResearchInstitute，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031。China)

Abstract：，nlelateraldynamicperformancesofvehiclesarecalculatedwiththevehicle／trackcoupling

modelandthetraditionalvehiclemodeltoinvestigatethediferences．Thesoftwarer兀SIMtIlathas

beenverifiedbymanyfieldexperimentresultsiSusedforthecalculation．Theresultsshowthatthe

lateralwheeL／railforcesobtainedwithtIletraditionalmodelarehighertIlanthosewiththevehicle／track

couplingmodelwhenvehiclesrunningontangent，curvedtracksorturnouts，thatthecriticalspeedof
huntingstabilitybasedonthevehicle／tracktheoryislowerthanthatbasedonthetraditionaltheory
．
andthatthereiSnotobviousdiferenceinverticalandlateralvibrationsdeterminedwiththetwo

models．

Keywords：vehicles；coupling；trackmodel；traditionalvehiclemodel；wheeL／raillateralforce：

criticalspeed；rideperformance

自20世纪90年代初。车辆-轨道耦合动力学理论⋯在国际上首次被提出来以后，在相关研究领域中
得到了较广泛的应用．文献[2]曾基于频域分析方法运用随机振动理论进行了轮轨系统中传统车辆模型
与车辆-轨道耦合模型的垂向随机振动响应比较与分析．而就两种模型在横向动力学等方面之间的差异进
行系统、综合的研究至今很少涉及．为了探明两种模型在计算机车车辆横向动力响应时的差异，从而进一
步界定两种模型的应用范围，为正确评价与分析铁道机车车辆动力学性能提供必要的参考，选用当前我国
铁路最主要、最常见的机车车辆和线路作为分析对象，运用自己编制且经过大量线路实车运行试验验证的
动力学仿真软件THSIM，分别对基于两种类型模型的机车车辆轮轨横向相互作用力、横向运动稳定性以

收稿日期：2002-08．10
基金项目：国家自然科学基金资助项目(50178061)；高等学校骨干教师资助计划项目
作者简介：王开云(1974一)，男。助教。博士研究生．

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18西南交通大学学报第38卷

及直线轨道上运行平稳性等性能，进行了较为详细的仿真计算和比较分析．其中，rITISIM动力学仿真软件
结构、功能及其试验验证以及机车车辆与轨道结构参数