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城市轨道交通翼2025年

基于刚柔耦合模型的地铁车辆-道岔动力学性能分析

李华伟许孝堂？刘韦1何俊

（1.株洲时代新材料科技股份有限公司，412007，株洲；2.西南交通大学土木工程学院，610031，成都）

摘要【目的】为探究地铁车辆侧向和正向通过12号道forwardpassingconditions,themaximumwheel-railvertical

岔时的安全性问题，为道岔结构优化与维护提供理论依据，forcewillnotexceedtheallowablethreshold,andbothwheel-

需对地铁车辆-道岔耦合模型动力学性能进行研究。【方法］raillateralforceandwheelsetlateralforceremainwithinthe

基于刚柔耦合动力学理论，构建包含车辆、轮轨、道岔等3个dynamicequilibriumrange.Thederailmentcoefficientremains

子系统的耦合动力学模型。通过模拟车辆侧向与正向通过belowthecriticallimit,andthedynamicwheelloadreduction

道岔工况，对轮轨垂向力和横向力、轮轴横向力、脱轨系数及ratioisconsistentlylowerthanthesafetythreshold.Thisre-

动态轮重减载率等核心指标数据进行分析。【结果及结论]］searchconfirmsthatthemetrovehicle-turnoutcouplingmodel

车辆在侧向和正向两种通过道岔方式下，轮轨垂向力最大值basedonrigid-flexiblecoupleddynamicscaneffectivelyevalu-

未超过容许阈值，轮轨横向力与轮轴横向力均处于动态平衡atethesafetyofvehiclepassagethroughturnout.

范围内；脱轨系数稳定在临界限值以下，动态轮重减载率始Keywordsmetro;vehicle-turnoutdynamicsperformance;

终低于安全限值。研究证实，基于刚柔耦合动力学理论构建rigid-flexiblecoupledmodel

的地铁车辆-道岔耦合模型能够有效评估车辆通过道岔的安

全性。道岔作为轨道交通的薄弱环节之一，其组成部

关键词地铁；车辆-道岔动力学性能；刚柔耦合模型件多，且动力不平顺远大于普通类型轨道，以致于

中图分类号U260.11*1

轮岔间发生剧烈的轮轨冲击振动。随着列车通过

DOI:10.16037/j.1007-869x

道岔速度进一步提高，道岔与车辆之间的相互作用

更加剧烈。近年来,轮轨系统振动特性和安全性受

DynamicsPerformanceAnalysisofMetroVe-到高度重视和关注[1-3]。相比普通的路段，道岔系

hicle-TurnoutSystemBasedonRigid-Flexible

统更为复杂，这不仅因为轨线分岔的几何多样性，

CoupledModel

LIHuaweil,XUXiaotang,LI