王珊珊

摘 要：本文首先針對城市軌道車輛輪軌的作用進行簡單闡述，其次對軌道車輛輪軌相互之間的影響進行分析。在這一基礎上，提出車輛輪軌本身的作用與車體平穩(wěn)相互之間的關系，并且提出有針對性的意見和措施。我國鐵路在發(fā)展過程中，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)有線提速的根本效果，而且還需要在車輛能夠滿足基本安全運行的同時，能夠體現(xiàn)出良好的運行平穩(wěn)性。

關鍵詞：城市軌道 車輛輪軌 車體平穩(wěn) 作用影響

中圖分類號：U211.5 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2018）05（c）-0071-02

在當前我國現(xiàn)代社會經(jīng)濟不斷快速發(fā)展的背景下，城市軌道交通的整體發(fā)展勢頭越來越迅猛，已經(jīng)逐漸成為現(xiàn)代城市在規(guī)劃建設過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)和內(nèi)容。在這種大環(huán)境背景下，軌道車輛與軌道結果相互之間的動態(tài)作用越來越強烈，特別是這種反復作用的結果必然會導致軌道自身的結構部件出現(xiàn)嚴重的疲勞損害現(xiàn)象。這樣不僅會導致城市軌道自身的功能性作用、安全性以及穩(wěn)定性受到嚴重威脅，而且嚴重的情況下，還會直接導致線路幾何自身的形位出現(xiàn)嚴重的變化現(xiàn)象。這樣不僅能夠保證為現(xiàn)代人的出行安全提供有效保障，而且還能夠盡可能降低輪軌本身對軌道產(chǎn)生的影響。

1 城市軌道車輛輪軌作用

輪軌在實現(xiàn)滾動的過程中，其最基本的接觸理論就是在針對列車運動情況進行研究時，輪軌相對的運動狀態(tài)能夠與接觸斑上的作用力相互之間呈現(xiàn)出一種潛在關系。在針對這一問題進行分析時，最初提出接觸理論的研究學者是Hertz Heinrich，該學者在19世紀的時候，就已經(jīng)開始利用彈性力學的理論對兩彈性體相互之間的接觸問題進行分析和深入研究。在經(jīng)過長時間的研究之后，該學者認為兩彈性體相互之間的接觸面積，大多數(shù)情況下，都是以一個橢圓的形狀存在，橢圓的半軸a和b可以結合該學者在實際研究過程中發(fā)現(xiàn)的彈性體接觸理論。由此可以看出，在該學者的深入研究過程中，其認為在一般狀態(tài)下，兩彈性體在與橢圓面積進行接觸的時候，無論是任何一個彈性體自身都會存在一定不變的主曲率半徑。在這種情況下，該學者在針對這一問題進行分析和處理的時候，為了方便該學者的計算和研究，其將這些問題進行簡化處理。在實踐中，凡是該學者接觸到的物體都可以被看作是一種半空間狀態(tài)，與載荷相互之間的接觸也只是單純地被應用在平面上的一個橢圓區(qū)域當中[1]。除此之外，在與體內(nèi)的一些接觸區(qū)進行接觸時，與其相關的一些應力在分布過程中，應當處于一種高度集中的狀態(tài)，同時與物體相互之間的接觸需要與綜合考量其中存在的一些幾何尺寸。在這種情況下，該學者在實際研究過程中，又做出了不同的意見假設，其假設如果表面本身是以一種光滑的狀態(tài)存在，那么在整個運作過程中，并不會出現(xiàn)任何摩擦效應。針對這一現(xiàn)象，在具體操作過程中，無論能否與物體表面產(chǎn)生一定接觸，那么只是單純的對法向力能夠起到一定的傳遞作用。在經(jīng)過這一系列的研究和分析之后，該學者的研究結果具有真實性和有效性的特征，同時還能夠經(jīng)得起時間的檢驗。也就是該學者提出的理論能夠為之后的接觸理論、滾動接觸理論以及這兩面的實踐性研究打下良好基礎，同時還能夠提供一定的輔助幫助[2]。

2 軌道車輛輪軌間的影響

在針對軌道車輛輪軌相互之間的影響因素進行分析的時候，需要對輪軌相互之間的接觸狀態(tài)有一定深入的了解和認識。由于車輪本身與鋼軌相互之間的接觸狀態(tài)比較復雜，大體上可以分為兩種方式，其中一種是一點接觸，而另外一則是兩點接觸。輪對相對軌道進行移動時，其移動量并不是很大，一般在具體操作過程中，會出現(xiàn)車輪踏面或者是其他一些與鋼軌軌頂頂面相互之間能夠呈現(xiàn)出一定接觸的現(xiàn)象，可以將這種現(xiàn)象稱之為“一點接觸”。而輪對相對軌道出現(xiàn)橫向移動或者是搖頭角出現(xiàn)位移的時候，而這種移動量已經(jīng)超過一定范圍的時候，需要根據(jù)實際情況的不同，以及不同輪軌形狀特點進行分析之后，可能會導致車輪踏面或者是輪胎本身與鋼軌頂面、側(cè)面形成一定的接觸。那么這種情況下，就可以將其歸納到“兩點接觸”的范圍當中[3]。一般情況下，無論是任何一種現(xiàn)象，在具體操作過程中，如果輪對相對軌道而言，能夠產(chǎn)生出足夠的橫移量的時候，那么輪對搖頭角本身的角度越大，那么輪軌相互之間能夠出現(xiàn)兩點接觸的可能性就會越大。

輪對與鋼軌在實際接觸過程中，其狀態(tài)可以如圖1所呈現(xiàn)出的內(nèi)容。根據(jù)圖中所呈現(xiàn)出的內(nèi)容進行分析可以看出，在圖1（a）中是左右輪軌相互之間的接觸；而圖1（b）則是左側(cè)輪軌出現(xiàn)嚴重的脫離現(xiàn)象，但是右側(cè)實現(xiàn)接觸。除此之外，圖1（c）當中所呈現(xiàn)出的內(nèi)容則是左右輪軌全部都脫離時的狀態(tài)。

3 車輛輪軌作用與車體平穩(wěn)

3.1 車輛垂向運行分析

車輛運行的平穩(wěn)性主要體現(xiàn)在車輛在實際運行過程中的振動程度。通過這種振動程度可以準確有效地判斷出旅客在乘坐過程中的舒適程度，也就是旅客在乘坐過程中的舒適性可以直接被看作是一種標準，是判斷列車在運行過程中是否能夠給旅客提供一定舒適性的重要依據(jù)。在這種情況下，可以結合實際情況，對旅客乘坐的具體舒適度進行準確有效的評價，最根本的依據(jù)就是通過車體的整體振動以及速度對其進行準確有效的評價和分析。我國鐵路在針對機車車輛實際運行過程中的平穩(wěn)性進行判斷和分析的時候，需要根據(jù)車體本身的振動頻率以及平穩(wěn)性指標對其進行準確有效的判斷和分析。車體振動加速度指標在制定以及具體實施過程中，其有車體垂向加速度，同時平穩(wěn)性指標在實際應用過程中，其會根據(jù)車體垂向平穩(wěn)性指標對其進行操作[4]。

3.2 車輛橫向運行分析

在針對城市軌道車輛輪軌作用與車體平穩(wěn)舒適性相關內(nèi)容進行分析時，結合數(shù)學模型以及物理模型對這一問題進行模型構建。在構建過程中，將車體、轉(zhuǎn)向架以及輪對的橫向自由度融入其中，通過具體操作之后的結果可以看出，總的自由度數(shù)逐漸增加，一直增加到21個。同時在軌道激勵過程中，還會對軌道自身的橫向不平順影響因素進行綜合考量，并且對其進行綜合判斷和分析。在這種情況下，對軌道車輛的橫向穩(wěn)定性進行仿真操作，通過結果分析可以看出，軌道車輛車體的橫向運行平穩(wěn)性等級基本上可以判斷為優(yōu)。

3.3 實驗結構對比分析

通過各種實驗對比結果可以看出，仿真的結果與實際測量結果相互之間存在一定的偏差，導致這些偏差出現(xiàn)的原因也具有一定的不同之處。比如在仿真模型的具體構建和使用過程中，軌道不平順的激勵本身就是一種理想化的操作方式，所以與實際情況之間可能會存在一定的偏差。在實際測量過程中，車體本身會出現(xiàn)一定的晃動影響，這樣就會導致車體的橫向振動與仿真結果存在一定的差異性。

4 結語

綜上所述，本文主要是針對輪軌的作用機理進行簡單闡述。同時，從軌道車輛的垂向平穩(wěn)性以及曲線通過性方面進行深入分析。這樣不僅能夠從根本上對車輛的平穩(wěn)性和安全性提供有效保障，而且還能夠推動城市軌道的整體發(fā)展。

參考文獻

[1] 崔澤安.低地板車輛動力學性能及輪軌力間接測量研究[D].西南交通大學，2017.

[2] 陳曉慶.城市軌道交通快線線形參數(shù)及線路車輛動力響應研究[D].北京交通大學，2017.

[3] 楊云帆.直線電機地鐵車輛—軌道動態(tài)相互作用研究[D].西南交通大學，2017.

[4] 張茂松.公鐵兩用車軌道運行動力學性能研究[D].西南交通大學，2017.