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第42卷第2期机电程Vol.42No.2

2025年2月JournalofMcchanicalElcctricalEnginccringFch.2025

D0l:10.3969/j.issn.1001-4551.2025.02.003

考虑柔性轮对的地铁轴箱轴承振动响应分析

肖苏雯，廖爱华*，胡定玉，师蔚

（上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海201620）

摘要：轴箱轴承是地铁车辆走行部的重要部件之一，一旦发生故障会严重影响车辆的运行安全。为探究在地铁车辆运行过程中轴

箱轴承的振动响应，基于轨道-车辆耦合动力学及轴承动力学理论，进行了轴箱轴承的振动响应分析。首先，利用SIMPACK与

Simulink进行了联合仿真,建立了一种包含轴箱轴承和柔性轮对的轨道-车辆-轴承耦合动力学模型；然后，计算了轴承转速和故障

频率的仿真值，通过和理论值、实验值的对比，验证了该模型的有效性；最后，在轨道不平顺激励下多点故障、不同速度、不同损伤规

模下，对轴箱轴承的动态响应进行了分析。研究结果表明：该动力学模型仿真得到的轴承故障特征频率与理论值、实验值的误差均

在1%以内；相对于单点故障状态，轴箱轴承在多点故障状态下所受到的故障冲击更加强烈；受到轨道不平顺激励和轴承自身故障

冲击的综合影响，轴箱轴承的振动加剧且外圈故障下振动幅值最大；故障轴承的振动加速度会随着车辆运行速度的提升和故障宽

度的增大而变得激烈。该研究结果可为轴箱轴承的故障诊断和状态监测提供理论依据。

关键词：圆锥/圆柱滚子轴承；受载分析；联合仿真；刚柔耦合动力学模型；柔性轮对；轨道激励；多点故障；振动特性分析

中图分类号：TH133.3文献标识码：A

Vibrationresponseanalysisofsubwayaxleboxbearing

consideringflexiblewheelset

XIAOSuwcn,LIAOAihua,IIUDingyu,SlllWci

(SchoolofUrbanRailTransportation,ShanghaiUniversityofEnginccringScicncc,Shanghai201620,China)

Abstract:Thecaxleboxbcaringisoncoftheccriticalcomponcntsofthcrunningpartsofsubwayvechicles.Oncctheaxlecboxbcaringoccurs

afault,itcanimpactthecopcrationsafctyofthevehiclc.Inorclertocxplorcthevibrationresponscofaxleboxbecaringsduringthcoperation

ofsubwayvchicles,afailurcbearingvibrationresponscanalysiswasconductedbascdonrail-vchiclccoupleddynamicsandbcaringdynamics

thcory.First,bymcansofthccombincdsimulationofSIMPACKandSimulink,arail-vchiclc-bearingcoupleddynamicsmodelwas

cstablishcdthatincludesaxlecboxbearingsandflexiblecwheclsects.Then,thesimulatedvalucs