钢轨波浪型磨耗对地铁车辆振动性能的影响
钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响
钢轨波磨对地铁列车振动噪声的影响作者：姚学斌杨晓东付翔来源：《科学与信息化》2017年第08期摘要轨道交通车辆主要噪声来源于两部分，即轮轨噪声和车辆本身部件噪声，轮轨噪声主要是车辆在轨道上正常运行、加减速、过弯道等产生的轮轨滚动噪声、冲击噪声、啸叫噪声、刹车噪声，车辆本身部件噪声主要由其具有噪声源的电气部件产生，如受流装置、空桶与通风系统、牵引辅助系统、制动风源系统、PIS广播系统等。
关键词地铁；橡胶隔振垫轨道；钢轨波磨；振动；车内噪声轨道交通系统作为一种公共交通形式，目前已发展成为现代化大中型城市公共交通的骨干。
轨道交通系统通常具备安全快捷、省地节能、全天候、运量大及污染少等特点，可在缓解人口密集城市交通压力、拓展城市空间及治理城市环境污染等过程中起到至关重要的作用在城市轨道交通快速发展的同时，随着人们生活水平的提高、环保意识的加强以及噪声防治相关法律的强制实施，地铁列车车内噪声问题日益突出，受到了社会上的广泛关注[1]。
地铁列车噪声源主要包括轮轨噪声、辅助设备噪声、集电系统噪声、牵引系统噪声等。
国内外相关研究结果表明，车辆运行速度小于60 km/h时，列车牵引电机及辅助设备噪声占主要成分；当车辆运行速度在60～200 km/h时，轮轨噪声占主要成分；当车辆运行速度大于200km/h时，空气动力噪声占主要成分[2]，如图1所示。
地铁列车运营时度通常为60～120 km/h，运行在该速度区间列车车内噪声的最为主要声源为轮轨噪声[2，3]。
通过国内外专家长期的分析与研究表明轮轨表面不平顺是激发轮轨振动的主要原因，而轮轨噪声的直接原因是轮轨振动。
运用噪声辐射及传播理论和多体动力学理论，考虑了包括轮轨表面粗糙度、接触滤波、地面反射在内等因素对轮轨噪声的影响，建立了轮轨噪声预测模型，并通过轮轨噪声预测软件（如STTIN），预测并评价了钢轨、车轮及轨枕的振动辐射噪声。
所有这些研究成果都是以钢轨、车轮、轨枕为研究对象，预测的是轮轨向环境的辐射噪声。
城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防(轨道-五周年论文)
城市轨道钢轨波浪形磨耗的产生和预防张学华郭满鸿乔小雷杜茂金工务中心摘要南京地铁一号线曲线钢轨出现了较为严重的波浪形磨耗。
为此，通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究，分析了不同的波磨程度对车辆及轨道动力学性能的影响，并提出了减缓措施。
关键词：波浪型磨耗，钢轨，地铁车辆，轮轨系统,Abstract In Line 1 of Nanjing Metro, there appeared more serious rail corrugation of those rails in curved section of railway. Therefore, through the phenomenon of rail corrugation mechanism analysis and computer simulation study, we analyzed different degree of the rail corrugation to the track vehicles and the extent of the impact of dynamic performance, and bring forward the mitigation measures to this situation.Key words Rail Corrugation, Rail, Metro vehicles, Wheel-rail system,1．引言南京地铁1号线自开通运营以来，由于车辆和轨道系统的相互作用，曲线钢轨的波浪形磨耗日益严重，波磨引起了很高的轮轨动力作用，加速了机车车辆及轨道部件的损坏，增加了养护维修费用；同时，列车的剧烈振动，给乘客造成了不适，严重时还可能威胁到行车的安全；此外，波磨同时也是噪音的主要来源。
为此，在查阅了国内外的相关资料，对波磨现象进行现场察看、统计和初步测量，以及对南京地铁车辆结构参数进行分析的基础之上，通过对波磨现象的机理分析和计算机仿真研究，获得了重要的理论依据。
钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响
钢轨表面短波不平顺对地铁振动源强影响随着我国城市轨道交通的迅猛发展，路网密度不断增大，线路走向和埋深设计愈加难以绕避环境敏感点，而轨道交通运营带来的环境振动问题日益突出［1-3］。
采用轨道减振措施是控制环境振动最便捷有效的方法，然而如果减振轨道参数设计不当可能带来负面影响。
例如：轮轨刚度阻抗的不匹配［4-5］、pinned-pinned 共振［6］、轮轨共振［7］等问题可能会导致钢轨波浪形磨耗（波磨）的加剧［8-9］。
目前，国内各城市地铁都出现不同程度钢轨波磨的现象。
严重的波磨不仅会导致弹条断裂［10-11］、滚动噪声超标［12］等严重影响乘坐舒适度和运营安全的问题，而且会导致环境振动增加、弹性轨道减振效果降低［13］，这与减振轨道的设计初衷背道而驰。
当波磨发展到超过容许限值时，应进行钢轨修复性打磨［14］。
钢轨进行定期打磨不仅可以有效解决车辆和轨道构件疲劳断裂问题［15］，还能降低环境噪声［16］和车内噪声［17-18］。
此外，对严重波磨的钢轨进行打磨还可降低地铁列车引起的环境振动。
王另的等［19］和张衡等［20］的测试结果表明，钢轨打磨可使隧道壁和地表振动的最大Z 振级减小约6～9 dB；马蒙等［21］对某地铁区间隧道长期监测发现，钢轨磨耗发展1 个多月后使得隧道壁最大Z 振级平均增加了3 dB，而打磨后隧道壁振动水平显著降低。
此外，在美国联邦交通管理局推荐的环境振动预测方法中，对于有磨耗或波磨的钢轨建议在环评预测时增加10 dB的修正量［22］。
上述研究表明，钢轨磨耗状态与轨道交通环境振动之间呈现某种相关性。
目前，既有研究中缺乏对这种相关性的定量描述，在各类数值预测研究中，几乎都没有考虑钢轨表面磨耗状态对地铁环境振动预测结果的影响。
其中一条重要原因是，进行车辆-轨道耦合动力系统分析时，缺少可以定量描述钢轨磨耗状态的输入激励。
很多研究以美国轨道谱作为钢轨磨耗引起不平顺的输入激励［23-24］，尽管可以给出环境振动预测结果，但美国谱是基于有砟轨道建立的，且未考虑钢轨短波磨耗，这与我国地铁钢轨磨耗状态有很大差异。
地铁钢轨波磨的特征及治理措施
地铁钢轨波磨的特征及治理措施摘要：钢轨波磨就是指轨道在纵轴方向上因摩擦产生的一种波纹状耗损现象，且伴有不同的波长和振动频率。
这种波磨现象会让车辆在经过时发出噪音、发生明显的摇晃，降低人们的乘坐舒适程度，缩短车辆及其结构部件的使用寿命，从而增加了其运行的危险程度，因此对于钢轨波磨要及时采取防范和控制措施，不能任波磨现象持续发展。
本文通过对地铁钢轨波磨的特征进行研究，提出控制钢轨波磨的治理措施。
关键词：地铁轨道；钢轨波磨；磨损治理钢轨波磨是一种非常繁杂的，因车辆行驶时车轮转动接触轨道产生的物理现象。
这种现象在公路、汽车轮胎、火车轨道等具有反复滚动接触情况的位置时常发生。
而波磨现象的存在对人们的出行造成了严重困扰，所以人们对这一问题的解决进度逐渐提高了关注程度。
很多相关专业人员也加大了对波磨治理措施的研究力度，以便减少新的轨道产生波磨现象，同时控制现存轨道波磨状况的继续发展。
1.地铁钢轨波磨的特征虽然如今地铁轨道在世界各个地区均有设置，其构造多种多样，行驶的地铁车型、路线也存在差异，但是所形成的钢轨波磨在经过专业人员研究后发现，其仍具备了时间集中性、曲线、车辆和轨道结构相关性等共有特征。
1.1时间集中性钢轨波磨的严重情况多发生在新线开通和线路改建的前期。
如美国某地区的轨道电车是在1889年开始运行，但在六年后，轨道就开始产生很大的波磨现象；甚至有些地区的轨道仅仅运行六个月就出现了钢轨波磨；对于西班牙和巴黎的地铁，都在曲线轨道上发现了钢轨波磨，有些地区在投入了弹性车轮后也在短时间内出现了曲线波磨；即使是在对轨道改造过路线后的地区，仍避免不了波磨现象的发生；北京、南京等地大都也在地铁运行后的1～6个月内发生了轨道波磨情况。
1.2曲线相关性研究结果显示，钢轨波磨在半径较小的曲线轨道上最为常见，在半径较大的曲线和直线轨道上偶尔发现。
比如：中国、法国、德国、美国等大部分地区的钢轨波磨线路均是以弧形为主的。
通常，曲线上的波磨在低位置的轨道处较为明显，但一般来说，低位置轨道处的波磨较短，高位置的轨道处波磨较长。
钢轨波磨对车辆-轨道动态响应的影响
312019年第5期0 引言随着现代城市规模的日益扩大，轨道交通作为一种新型的交通工具，以其运量大、速度快、安全可靠等特点，成为解决城市交通问题的重要手段[1]。
然而随着城市轨道交通快速发展，轮轨伤损现象越加明显，其中较为普遍的问题为轮轨异常磨耗，包括钢轨波浪形磨损（简称钢轨波磨）、车轮多边形磨耗、钢轨侧磨、轮轨擦伤、车轮凹陷和沟槽形磨损等[2]。
钢轨波磨不仅会直接引起车辆、轨道结构振动，增加工务维护费用、造成环境噪声污染，而且限制了车速进一步提高，并给行车安全带来隐患[3]。
随着行车速度提高、车流密度加大以及新型车辆和轨道结构的推广，钢轨波磨逐渐变得复杂。
从20世纪70年代开始，各国科研人员更加注重这一问题。
李伟等[4]采用钢轨波磨测量仪测量了钢轨波磨特征，采用加速度和位移传感器测量了钢轨打磨前后车辆和轨道零部件的振动加速度，分析了钢轨波磨对车辆和轨道零部件振动的影响。
钟硕乔等[5]基于地铁车辆―轨道耦合动力学模型分析了科隆蛋扣件轨道的钢轨波磨对车辆动力学性能的影响，结果表明波磨主要影响了车辆系统的垂向振动特性。
Ekberg等[6]结合高频车辆轨道动态模型和滚动接触疲劳模型分析了短波钢轨波磨对车轮疲劳的影响，考虑了不同运营条件下的波磨影响。
目前，我国城轨交通针对钢轨波磨的评价依据参照《铁路线路维修规则》，评价指标仅包含波深参第一作者：周昌盛（1993―），男，工程师，硕士。
E-mail ：1056977848@钢轨波磨对车辆-轨道动态响应的影响周昌盛，周华龙，王小韬，杨文茂，金忠凯（中铁二院工程集团有限责任公司 地下铁道设计研究院，四川 成都 610031）摘 要：在对我国某地铁A 型车、轨道结构、行车速度以及钢轨波磨状态等进行现场调查的基础上，根据车辆-轨道耦合系统动力学理论，建立车辆-轨道垂向耦合动力学数值分析模型，计算分析波磨波长、波深和行车速度对轮轨相互作用及车辆运行稳定性的影响，并且以轮重减载率限值标准为判定依据，计算分析了不同波长情况下波磨波深的建议控制值。
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响张硕
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响张硕发布时间：2021-07-30T07:45:05.058Z 来源：《防护工程》2021年10期作者：张硕[导读] 随着我国交通事业繁荣稳定发展，地铁成为广大旅客出行的重要交通工具，乘客对车辆运行安全以及乘坐舒适性具有较高要求。
北京市地铁运营有限公司线路分公司 100082摘要：随着我国交通事业繁荣稳定发展，地铁成为广大旅客出行的重要交通工具，乘客对车辆运行安全以及乘坐舒适性具有较高要求。
然而伴随地铁线路服役时间增加，可能会产生波磨，也即具有特定波长和幅值的波浪形磨耗。
一般情况下，波磨不仅会破坏轮轨系统部件，同时会辐射轮轨噪声，降低了轮轨部件的使用寿命，威胁车辆运行安全。
目前，我国地铁线路所采取的轨道结构整体而言减振性能优良，但是运行过程中的各类钢轨波磨现象仍旧无可避免。
基于此，本文将重点阐述钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响，希望对相关问题的解决有参考价值。
关键词：钢轨波磨；地铁；车辆振动；噪声；影响引言：作为一种公共交通形式，地铁充当着大中型城市公共交通的骨干，凭借安全快捷、节能环保等优势受到城市出行人员的青睐。
但是，在地铁运行过程中，地铁列车车内噪声问题也逐渐暴露出来，受到社会各界的高度关注。
近几年来，国家制定并出台了噪声防治方面的相关法律，解决地铁车辆智能噪声问题刻不容缓，这也就需要相关部门人员客观看待钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响，在此基础上采取有效的应对措施。
一、地铁列车噪声源地铁车辆振动噪声问题备受关注，而追根溯源，其噪声源主要来自于轮轨噪声、辅助设备噪声、集电系统噪声、牵引系统噪声等几方面。
而结合相关研究成果来看，在地铁运行时速小于60千米时，其噪声主要由牵引系统噪声以及辅助设备噪声两方面构成；在地铁运行时速为60~120千米时，其噪声主要为轮轨噪声；而在地铁运行时速高于200千米时，空气动力噪声占地铁车辆振动噪声的主体。
结合地铁的实际运行时速来说，轮轨噪声为主要噪声源。
地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响
地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响董勇，康彦兵，张华鹏，吴磊*（西南交通大学机械工程学院，四川成都 610031）摘要：某地铁线路运营过程中，在通过波磨区段时车辆振动水平加剧，从而导致车辆的轴箱盖螺栓、一系悬挂弹簧等部件频繁发生疲劳断裂。
为了研究钢轨波磨对车辆振动特性的影响，首先在车辆各主要部件上安装振动加速度传感器，然后在存在钢轨波磨的线路上开展车辆振动测试，根据获取的振动加速度数据来分析钢轨波磨、轨道结构及钢轨打磨前后条件下车辆轴箱、弹簧座、构架和车体地板的振动特性。
结果表明：钢轨波磨对车辆轴箱、弹簧座和构架的振动影响较大，但对车体地板的振动影响不明显。
轮轨系统振动在传递过程中，二系悬挂系统起到了较大的衰减振动能量的作用。
当打磨后的钢轨波磨依然存在但波深显著降低的前提下，车辆轴箱和构架的振动水平显著降低，车体地板振动水平无明显变化。
关键词：波磨；钢轨打磨；振动特性；地铁线路中图分类号：U270.1+1 文献标志码：A doi：10.3969/j.issn.1006-0316.2021.10.004文章编号：1006-0316 (2021) 10-0022-08All Rights Reserved.Effect of Rail Corrugation in Metro Line on Vibration Characteristics of VehicleDONG Yong，KANG Yanbing，ZHANG Huapeng，WU Lei( School of Mechanical Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China ) Abstract：During the operation of a metro line, the vehicle vibration level increased when the vehicle passedthrough the corrugated section, which caused frequent fatigue fractures of vehicle components, such as axle boxcover bolts and primary suspension spring. In order to study the influence of rail corrugation on vehicle vibrationcharacteristics, we firstly installed vibration acceleration sensors on the main components of the vehicle, andthen conducted vehicle vibration tests on the rail corrugated line. Based on the vibration acceleration dataobtained, we analyzed rail corrugation and track structure and the vibration characteristics of the vehicle axlebox, spring seat, frame, and car body floor before and after rail grinding. The results show that rail corrugationhas a significant impact on the vibration of vehicle axle box, spring seat and frame, but the vibration on car bodyfloor is not obvious. During the transmission of the vibration of the wheel-rail system, the secondary suspensionsystem plays a great role in weakening the vibration energy. When the grinded rail corrugation still exists and thewave depth is significantly reduced, the vibration level of the vehicle axle box and frame is significantly reducedaccordingly, but there is no significant change in the vibration level of car body floor.Key words：rail corrugation；rail grinding；vibration characteristics；metro line———————————————收稿日期：2021-02-18基金项目：国家自然科学基金（51775454，51605395）；四川省科技计划（2020YJ0034，2020JDTD0012）随着城市轨道交通的不断发展，各城市的地铁线路不可避免地出现了不同程度的钢轨波磨。
高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析
高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性影响仿真分析随着高速铁路网络的不断发展，曲线段是铁路线路中必不可少的一部分。
然而，曲线段钢轨长期以来受到列车行驶的影响，其表面会出现磨耗现象。
这种磨耗不仅会对钢轨本身的使用寿命造成影响，还可能对列车振动特性产生不良影响。
因此，对高速铁路曲线段钢轨磨耗对列车振动特性的影响进行仿真分析，将有助于优化曲线段设计，提高铁路运输效能和安全性。
本文基于高速铁路列车运行特点，使用仿真软件建立了高速铁路钢轨和列车系统的数学模型。
模型主要包括钢轨、车辆车体、悬挂系统和轮轴等组成部分。
通过设定不同曲线半径、列车速度和钢轨磨耗程度等参数，对不同条件下的列车振动特性进行仿真分析。
首先，针对不同曲线半径条件下的列车振动特性，本文进行了仿真分析。
发现随着曲线半径的减小，列车在曲线段上的横向加速度、竖向加速度和横向力会明显增加。
这是因为曲线半径较小时，列车在转弯过程中受到较大的离心力作用，导致车体倾斜和轮轨之间的侧向力增加。
这些加速度和力的增加将对乘客的舒适性和列车的运行稳定性产生不利影响。
其次，本文对不同列车速度条件下的列车振动特性进行了仿真分析。
结果表明，随着列车速度的增加，列车在曲线段上的竖向和横向加速度均会增加。
这是因为列车速度较高时，钢轨与列车车轮之间的摩擦力增加，导致车辆在曲线段上的振动加剧。
同时，列车速度的增加还会对车体倾斜和轮轨之间的侧向力产生更大的影响，使得列车在转弯过程中的横向力增加。
因此，在提高列车运行速度时，要考虑对曲线段的设计和维护进行相应调整，以确保列车振动特性的合理控制。
最后，本文通过设定不同钢轨磨耗程度的条件，对列车振动特性进行了仿真分析。
研究发现，钢轨磨耗对列车振动特性有着较大的影响。
当钢轨磨耗程度较大时，列车在曲线段上的横向加速度和横向力会增加，给乘客的体验和列车的运行稳定性带来不利影响。
因此，高速铁路运营管理部门应定期检查和维护曲线段的钢轨，及时进行更换或修复，以保证铁路线路的安全性和运行稳定性。
钢轨波浪型磨耗概述
钢轨波型磨耗概述1．钢轨波形磨耗的产生机理钢轨波浪型磨耗(简为波磨)一般有三类：磨损性波磨、塑流性波磨和混合性波磨。
轨头有明显的波浪型磨损痕迹，钢轨上呈显可见的波谷与波峰，但无明显磨损凹陷，属于磨损性波磨，也是最常见的一种波浪型磨耗。
地铁中产生的主要就是这种磨损性波磨。
根据对波长特征的调查分析，认为磨损性波磨是由于轮对在通过曲线时，轮对扭曲共振导致交替的纵向力，从而在轮对与钢轨间发生纵向滑动而产生波磨。
这不仅与轮对的重力角刚度特性有关，而且与曲线曲率及轮轨黏着状态有直接关系，主要是轮轨之间的粘滑振动导致内轨顶面的波磨。
当车辆通过曲线半径较小的线路时，由于轮对冲角的改变，轮轨的纵向剪切力超过轮轨黏着极限，轮轨间发生纵向滑动，滑动处形成波谷；滑动后释放了积累的能量，使轮轨又处于黏着状态，轮轨磨损减轻，该处形成波峰。
这种粘滑振动不断重复，形成了钢轨表面的波磨。
2．粘滑振动与钢轨波形磨耗的关系若所有的车辆具有极好的一致性，且运行速度一致，则容易在所经过的曲线上，特别是在圆曲线上形成有规律的振动，这种振动往往使右侧轮子与内轨间发生大的滑动，当轮轨接触面的切向力足以破坏轨道顶面的金属材料时，或使其发生低周疲劳，则波磨就会产生。
因此，在一定外界条件共同作用下的粘滑振动是地铁曲线波形磨耗发生的重要原因。
任一个外界条件的消失，都能够使波磨消失。
3．波磨容易出现的位置大量计算分析表明，该粘滑振动的发生规律与现场出现的波磨发生规律相吻合，即这种振动容易出现在曲线内轨的圆曲线上，容易出现在曲线半径较小的区段，容易出现在轮轨粘着条件较好的地下洞内的轨道上，容易出现在轨道刚度较大的整体道床上。
4．钢轨波型磨耗的影响因素（影响粘滑振动的因素）（1）影响粘滑振动的首要因素是蠕滑率和蠕滑力之间的负梯度特性，对粘滑振动形成与否有着决定性作用。
（2）蠕滑力饱和后负斜率不同，可能产生轮对的粘滑振动的频率也不同。
蠕滑力饱和后如无下降，无论其他条件如何，均不会发生粘滑振动。
地铁线路钢轨异常波磨的分析与解决措施探讨张田伟_1
地铁线路钢轨异常波磨的分析与解决措施探讨张田伟发布时间：2021-11-11T05:56:02.007Z 来源：《基层建设》2021年第22期作者：张田伟[导读] 在地铁出行已经成为新型的交通工具的今天，给人们提供了便利的出行方式深圳市地铁集团有限公司广东省深圳市 518000摘要：在地铁出行已经成为新型的交通工具的今天，给人们提供了便利的出行方式，旅客流动不断的增加。
在半径曲线上，存在非常严重的钢轨波磨现象。
从钢轨的振动特性出发，将车辆动力学与轨道动力学相结合，探讨钢轨异常波磨的原因，并提出了相应的对策。
关键词：地铁线路；钢轨波磨；解决措施近年来，随着社会建设和科学技术的飞速发展，传统的地面交通已不再是一种大的交通方式，已经不能满足中等城市的交通需求。
城市轨道交通作为缓解这种状况的一种交通方式，可以得到迅速发展。
然而，地铁钢轨波磨的病害机理一直存在，严重影响了地铁的运行安全，所以，需要结合相应的原因，找到合理的解决措施。
一、地铁线路钢轨异常波磨机理钢轨的波浪磨损，称为波磨，是大多数地铁运输系统中的一种现象。
随着线路运行距离和时间的增加，垂直接触面将产生周期性的波形不均匀磨损。
波峰（或波谷）是描述波峰和波心的两个重要特征参数]。
轨道波磨不仅降低了乘客的舒适度，还会对轨道周围的居民产生噪声干扰，而且轨道的高速动载荷和冲击会导致车辆和轨道的振动。
目前，关于地铁钢轨波磨的发病机理和治理方法的研究已经取得了一定的进展，但其发生机理尚未得到统一有效的理论解释。
在一般的地铁线路中，地铁钢轨波磨一般发生在小半径曲线范围内的轨道上，虽然发生在外线，但很少发生在大半径曲线轨道上。
在山地城市地铁线路中，地铁钢轨波磨不仅出现在小半径曲线轨道上，而且出现在大坡道的大半径曲线轨道上。
由于严重的地铁钢轨波磨病害引起车辆和轨道部件的振动和噪声，疲劳损伤将危及列车运行安全。
根据对钢轨磨损的研究，钢轨磨损的形成和发展主要是车辆钢轨动力学、轨道接触力学和材料损伤之间的反馈循环，包括反映磨损疾病动态原因的波长固定机制和反映轨道表面材料磨损特性的材料损伤机制。
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析摘要:本文以国内某地铁线路为研究对象，进行了钢轨波磨不平的调研和试验，并对其特点进行了分析；以真实运行的地铁车辆为研究对象，通过对地铁车辆的振动和内部噪声的测量，从时间和频率两个角度，着重研究地铁车辆在不同状态下的钢轨波磨对地铁车辆的振动、噪声等级和频率特征的影响。
结果表明，采用先锋扣件的轨道更容易产生短波长轨道的波磨损耗；轨道波磨耗是导致地铁轨道交通地铁振动噪音很大的一个重要因素。
这一成果对减少轨道交通的波浪磨损，减少轨道交通的振动噪音具有重要意义。
关键词:钢轨波磨；地铁车辆；振动噪声；影响分析在地铁车辆的运行过程中，会引起大量的噪声，其中最重要的两种噪声就是由地铁车辆的轮子与钢轨之间的摩擦所引起的噪声，以及由地铁车辆的内部零件所引起的噪声。
比如，在地铁车辆的日常行驶过程中，无论是加速、减速，还是转弯、停车，都会让车轮与钢轨之间的摩擦，从而引起噪声。
时代更迭中科技也有了新的发展突破，人们的生活质量在提升的同时，大家对便利交通的要求也在不断提升，而地铁车辆的产生就是为了解决这一问题。
然而，它带来的便利也带来了巨大的成本，无论是从能耗上，或是从噪声上来看，它都给人们带来了巨大的影响。
而地铁车辆所引起的噪声越发严重，因此，对此问题的研究已引起了社会的广泛关注。
一、地铁车辆异常振动噪音的原因第一，是因为列车在一条很短的弯道上，而在弯道上，轮子在弯道上，出现了部分打滑，所以才会出现这种情况。
而在弯道上，由于铁轨的缘故，轮胎与铁轨的碰撞，产生了一种“迟缓-打滑”的声音。
第二，碰撞噪声，在列车行驶过程中，轮胎与轨道之间会发生相互影响的摩擦力，当列车的防滑动装置发生失效时，很可能会造成轮胎与轨道之间的碰撞磨损，轮胎会变得不圆形，甚至会在轨道上留下一道凹痕，从而导致轨道上的波纹状磨损。
第三，会发生机械噪声，即当刹车装置刹车时，刹车盘块与刹车盘块之间发生的摩擦震动，使得刹车板块与刹车支架、刹车盘块等发生剧烈震动，从而形成刹车噪声。
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗原因分析与对策
钢轨波浪形磨耗是指钢轨表面出现一系列连续、周期性的起伏波纹，这种磨耗现象会导致铁路运输过程中的出现震动和噪音，严重影响列车运行的安全和舒适性。
钢轨波浪形磨耗的主要原因包括以下几个方面：
1. 轨道质量不佳：钢轨安装不平，固定不牢，轨道底座不稳定等因素都会导致轨道变形，增加轨道的波动和磨耗。
2. 车辆过重：如果列车的载重过大，超过了轨道的承载能力，就会引发钢轨的弯曲变形和波浪形磨耗。
3. 过弯速度过高：当列车在弯道上以过高的速度通过时，会产生向内的离心力，使钢轨受到较大的侧向应力，导致轨道变形和波浪形磨耗。
4. 车轮与轨道接触面失效：车轮磨损不均匀、磨损过大或者车轮与轨道之间的横向力不平衡等因素都会导致钢轨的波浪形磨耗。
为了解决钢轨波浪形磨耗问题，可以采取以下对策：
1. 改善轨道质量：加强轨道的安装和维护，确保轨道的安装平整，固定可靠，提高轨道的稳定性和平整度。
3. 控制过弯速度：对于弯道区域，设置合理的限速措施，确保列车在弯道上的速度不超过规定的限速值，减少离心力对钢轨的影响。
4. 加强车轮和轨道的维护：定期检查和保养车轮和轨道，确保其状况良好，避免车轮磨损不均匀和车轮与轨道接触面失效。
5. 引入新技术：引入先进的涂层技术或者表面处理技术，改善钢轨表面的润滑性，减少钢轨表面的摩擦和磨损。
钢轨波浪形磨耗是由多种因素综合作用所致，对钢轨波浪形磨耗的解决需要从轨道质量、车辆载重、过弯速度、车轮和轨道维护等方面综合考虑，通过改进和控制这些因素，可以有效地减少钢轨的波浪形磨耗问题。
随着科技的进步，引入新技术也有助于解决钢轨波浪形磨耗问题，提高铁路运输的安全性和舒适性。
钢轨打磨对动车组异常抖动影响研究
钢轨打磨对动车组异常抖动影响研究随着我国经济飞速发展，城市间交通运输需求量越来越大。
《中长期铁路网规划》对我国铁路未来发展进行了规划，目标在2020年达到12万km以上的铁路运营里程，通过建立省会城市和大中城市之间的快速客运通道、“四纵四横”等客运系统来满足日益增长的客运需求[1]。
随着人们生活水平的提升，旅客对于客车的运行时间、乘坐舒适性及安全性也提出了越来越高的要求，因此客运专线成为旅客运输的最佳选择[2]。
但随着运营里程的增加，在客运专线上运营的动车组车辆逐渐出现异常振动现象，该现象也成为工务和车辆部门急需解决的问题。
摘星楼筑在谷中央最高的石峰顶上，稍逊于此峰的另外两座石峰与之鼎足而三，峰顶分别筑有觅星殿与赏星居，风和日丽的晴天，夕阳沉没之前，便是将最后一片暮色铺展在摘星楼、觅星殿、赏星居蓝绿的琉璃飞檐上，令平素朴实无华的檐角在此一刻，闪闪发光，好像是由黄金铸就。
Orlova等[3]针对严重的轮缘磨耗及车辆装载工况下出现的振动加速度偏大等现象，通过MEDYNA程序对车辆计算模型进行优化，并提出了较优的车辆悬挂参数。
Johnsson等[4]为得到最佳车辆运行性能并尽可能地减小轮轨磨耗，通过Gensys软件建立车辆系统动力学模型，基于多目标优化理论优化了车辆系统中悬挂参数阻尼，整体提升了车辆的运行性能。
张剑等[5]基于60 kg/m钢轨廓形，以LMA踏面为研究对象，改进了其主要工作面，使轮轨间发生一定横移时的轮轨匹配关系趋于优化，从而改善了车辆的运行性能。
乔红刚等[6]通过线路测试、抗蛇行减振器台架性能测试及动力学仿真进行分析，得出动车组异常抖动的原因。
许自强[7]对动车组横向稳定性进行了研究，得出不同速度级的车轮踏面服役等效锥度建议限制。
郝宏志等[8]通过对兰新二线运营动车组异常抖动区间线路进行调研，从车轮踏面、车辆平稳性和振动测试等方面展开分析，提出车轮镟修和钢轨打磨的建议周期。
以上研究结果基于车辆悬挂结构设计及车轮型面设计，其对车辆运行品质的提升做出了卓越贡献，但对于实际磨耗状态轮轨匹配的分析及从钢轨型面设计出发的研究较少，且没有对打磨前后车辆的运行性能进行跟踪分析。
钢轨波磨对高速车辆振动特性的影响
钢轨波磨对高速车辆振动特性的影响刘国云;曾京;张波【摘要】为了准确研究高频激励下的车辆振动响应,综合考虑了车辆主要部件和轨道弹性振动的影响.对于车辆模型,采用刚柔耦合动力学理论来模拟车体、构架、轴箱和轮对;轨道模型包括基于Timoshenko梁模型的弹性钢轨和基于有限元理论和模态叠加法的轨道板.通过采用单一正弦函数来描述轨道波磨不平顺,分析了钢轨波磨激励对车辆系统动态响应的影响,同时调查了车速、钢轨波磨波长和波深对车辆系统振动响应的影响规律.结果表明:在钢轨波磨作用下,轮轨相互作用力和车辆系统响应均出现了周期性波动;轮轨力随着速度的增加先缓慢增加,再急剧增加,最后又保持缓慢增长趋势;钢轨波磨在一定速度下能导致构架端部和轴箱端盖发生比较严重的弹性振动;轮轨力随着钢轨波磨波深的增加而变大,随着其波长的增加而减小.【期刊名称】《振动与冲击》【年(卷),期】2019(038)006【总页数】7页(P137-143)【关键词】高速车辆;钢轨波磨;振动;刚柔耦合;动力学【作者】刘国云;曾京;张波【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;株洲电力机车有限公司,湖南株洲412007;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;株洲电力机车有限公司,湖南株洲412007【正文语种】中文【中图分类】U211.9作为高铁线路的主要病害之一，钢轨波磨是指在一定长度范围内沿钢轨表面纵向所出现的周期性不平顺[1]。
根据相关研究，高速铁路钢轨波磨以短波长波磨为主，其波长范围集中在50～130 mm[2]。
当列车通过钢轨波磨区段时，不仅会引起轮轨力急剧增大，而且还会导致轨道和机车车辆的剧烈振动，这严重影响到了列车的运行品质，并加大了脱轨的风险[3]。
为了控制钢轨波磨的不利影响，确保铁路车辆的安全运行，各国铁路相关部门根据钢轨波磨的成因都采取了相应的预防和减缓措施，同时并制定了相关的钢轨打磨策略[4]。
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析
钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响分析摘要：在地铁车辆的运转过程中，会引起大量的噪声，其中最重要的两个方面就是车辆的车轮与轨道之间的摩擦所引起的噪声，以及车辆的内部部件在运转过程中所引起的噪声。
只要其还在运转，控制风力和能源的零件就会发出噪音。
基于此，本文就钢轨波磨对地铁车辆振动噪声的影响进行了研究分析。
关键词：钢轨波磨；地铁车辆；振动噪声引言：地铁车辆所引起的噪音就是一个比较突出的问题，因此，对其研究就显得尤为重要。
对于地铁车辆的噪音来说，主要是因为其轮子与轨道的摩擦，在这个过程中，会发生钢轨波磨轨道损伤，从而使车辆通过的地方受到更大的压力。
一、地铁车辆噪声源简述铁车辆噪声源大致可划分为两类。
（一）车辆的车轮与轨道间产生的噪声该类型的噪音，只要交通工具还在运转，噪音就会一直持续下去。
而且，因为现在人们，大多数都会选择比较方便的交通工具，因此，一天当中，地铁车辆很少会停下来，这就造成了更多的噪声。
（二）车辆本身产生的噪声比如，车辆在高速运行时，要克服气流的阻力而加速，在与气流的接触中就会出现噪音，而且随着车速的增大，噪音也随之增大。
或者在地铁车辆使用能源的时候，为了将能源转换成车辆运行的动力，在此过程中，动力系统的运转也会引起噪音。
二、波磨产生的主要原因及影响要素（一）产生原因1.自激振动因轨道及车辆结构的特殊性，轮轨系统会产生横向、垂直、扭转、弯曲等多种振动形式，在特定工况下，振动的自激与交叉激会导致轮轨系统产生周期性的自激振动，进而导致车辆的波浪磨耗[1]。
2.接触疲劳在轮轨摩擦的作用下，轨道表面会产生非均匀的疲劳微裂缝，在轮轨多次接触中，逐步产生波磨。
（二）影响波磨的主要因素1.钢轨的强度引起波磨的一个原因是轨头表层的塑性流和表面疲劳，而这两个原因的外部表现就是钢轨的强度和硬度，而这两个外部表现则取决于钢轨的屈服强度，因此，在波谷处往往会有压宽、飞边等塑性形变现象。
数据表明，平炉钢与碱式转炉钢相比，平炉钢中的钢轨具有良好的硫化物柔性，且不会导致其强度下降，但碱式转炉中的钢轨容易产生脆性非金属夹杂物，破坏了其连通性，导致其强度下降，因此，在平炉钢钢轨中很难产生钢轨波磨[2]。
地铁钢轨波浪形磨耗的研究分析
中再次 出现。通过对近几年相 关资料的 总结， 分析 钢轨 波
些地铁线路在 圆曲线及缓和 曲线区域 内轨 的轨顶 面 缓措施， 以期为地铁钢轨波磨的研究和减缓提供技术参考。 Ｉ 上 出现 了严重 的波 磨 ， 图 １所示 。这种 现象 一般 发 如
产生一定影 响 ， 加剧 并
了轮 轨 的磨 耗 ， 运 行 对 安 全 构 成 一定 的威 胁 。 图 １ 严重钢轨波磨
件损伤严重 ， 直接影响地 铁运行安全。虽然陆续对钢轨 进行了打磨 、 涂油 ， 噪声有所降低 ， 但持续时间不长。 钢 轨的波浪形 磨损 ， 指钢 轨 沿纵 向表 面 出现周 期
点研 讨” 目， 栏 将城 市轨 道 交通的波磨 问题提 出， 并编译汇 集 了国外针对 波磨 问题 的研 究论 文， 希望能 对解决
新 建线路异 常波磨 问题 、 改进 在建线路减振 降噪措施 以及 新 建城 市轨 道 交通 注 意预 防 波磨 现 象起 到警 醒和促
进作 用。
ｄ ｉ１ ． ９ ９ ｊ ｉ ｎ １ ７ ６ ７ ． ０ ０ ０ ． ０ ｏ ： ３ ６ ／ ．ｓ ． ６ ２— ０ ３ ２ １ ． ２ ０ １ ０ ｓ
｛ 势 。波 磨 不 仅 增 大 了 车 辆 的运 行 噪声 ， 且 而 对转 向架 的结构 强度 、
１ 钢轨的波浪形磨耗
我 国许 多城市地 铁线路 出现钢轨 波 浪形磨 耗 （ 简
称 “ 磨 ” ， 致钢轨高频振动 加剧 、 营噪声增 大、 波 ）导 运 扣
车辆 的乘 坐舒 适 度 都
状， 介绍 当前在波磨研究方 法 、 分类特 征 、 因机理 、 成 影
响 因素 和减缓 措施方 面 的各种观 点 ， 点讨 论波 磨 的 重 形成机 理 、 响 因素 和 减缓 措 施 ， 地铁 轨 道 波磨 的 影 为
钢轨波磨对车辆-轨道系统动力特性的影响
(1)
式中：mt，mw 分别为一系弹簧簧上质量和簧下质 量 ； Zt2(t)， Zw3(t)分 别 为 车 体 和 轮 对 的 垂 向 位 移 ； ks1，cs1 分别是一系悬挂的等效刚度和阻尼。
轮轨垂向接触力表达式为：
fc =
{ [ ] CH
Zw ( t ) - Zr ( x,t ) - r
3/2
构架侧滚、点头、摇头 转动惯量/(kg∙m2)
2.25×103/2.94×103/4.6×103
车辆定距/m
17.5
轴距/m
2.5
一系钢簧纵、横、垂向 刚度/(kN∙m−1)
980/980/1 252
一系钢簧垂向阻尼/ 1.77
(kN∙s∙m−1)
二系空簧纵、横、垂向 刚度/(kN∙m−1)
160/160/240
(2) 路轨底坡设定为 1:40，并将试验区段实测的钢轨波
第6期
杨超，等：钢轨波磨对车辆−轨道系统动力特性的影响
1449
磨数据以轨道激励的方式输入到模型中。高速动 车组以不同速度级匀速通过波磨区段作为计算工
况，分析动车组通过波磨区段时的轮轨接触动力 学性能。
图 1 车辆−轨道垂向耦合动力学模型 Fig. 1 Vertically coupled dynamic model of train-track
表 1 车辆参数 Table 1 Vehicle parameters
参数 车体质量/t 轮对质量/t 构架质量/t
数值 42
1.353 4.6
车体侧滚、点头、摇头 转动惯量/(kg·m2)
1.68×105/2.18×106/2.05×106
轮对侧滚、点头、摇头 转动惯量/(kg∙m2)
地铁曲线波磨地段振动特性影响因素分析
地铁曲线波磨地段振动特性影响因素分析
张鹏飞;张庆欢;张云杰;邓诏辉
【期刊名称】《噪声与振动控制》
【年(卷),期】2024(44)2
【摘要】为研究地铁曲线波磨地段振动特性影响因素,建立车辆-轨道及轨道-隧道-大地模型,分析不同波磨波深、隧道埋深、轨道减振措施下隧道壁及地面的振动响应。
结果表明:减小钢轨波磨波深或增加隧道埋深,隧道壁和地面的垂向最大加速度和加速度分频最大振级均有减小趋势;采取不同轨道减振措施时,浮置板的减振效果最佳;隧道埋深和轨道减振措施的改变,不会改变隧道壁和地面加速度峰值的频段区间及加速度分频最大振级的中心频率;振动在隧道壁传递到地面的过程中高频衰减较快。
【总页数】8页(P164-170)
【作者】张鹏飞;张庆欢;张云杰;邓诏辉
【作者单位】华东交通大学轨道交通基础设施性能监测与保障国家重点实验室;南昌中铁穗城轨道交通建设运营有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U213.42
【相关文献】
1.地铁小半径曲线钢轨波磨影响因素分析
2.地铁小半径曲线地段钢弹簧浮置板轨道振动特性测试及分析
3.小半径曲线地段钢轨波磨对于地面振动影响的测试分析
4.
地铁曲线波磨地段轮轨动力特性影响因素5.地铁橡胶浮置板小半径曲线段钢轨波磨及振动测试分析
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Ｃｈｕ Ｙｏｎｇｐｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ｉｎｓｐｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｉｌ ｃｏｒｒｕｇａｔｉｏｎ ｈａｐ－ ｐｅｎｅｄ ｉｎ ｍｅｔｒｏ ｓｙｓｔｅｍ，ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ｉｓ ｃａｒｒｉｅｄ ｏｕｔ ｏｎ ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ ｏｎ ｖｅｈｉｃｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎｓ． Ｔｈｅ ａｕｔｈｏｒ ａｒｇｕｅｓ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｒａｉｌ ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ ｗｅａｌ＂。ｅｓｐｅｃｉａｌｌｙ ｗｈｅｎ ｉｔ ｉｓ ｏｎ ｓｍａｌｌ ｒａｄｉｕｓ ｃｕｒｖｅ，ｗｉｌｌ ｇｒｅａｔｌｙ ｔｈｒｅａｔｅｎ ｔｈｅ ｓａｆｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｒａｉｎｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ ｍｅｔｒｏ；ｒａｉｌ｝ｕｎｄｕｌａｔｉｏｎ ｗｅａｒ；ｖｅｈｉｃｌｅ ｖｉｂｒａｔｉｏｎ
Ｏ 沿钢轨纵向距离／ｍｍ 波浪型磨耗样本（ｂ）
图２实测的轨顶波浪型磨耗样本图
３理论计算模型的设置
地铁车辆是—个复杂的多元系统，不仅有各部件 之间的相互作用力和相对运动，同时轮轨之间也有相 互作用。因此，理论计算分析模型须根据研究的主要 目的，对次要因素进行相应的假定或简化，而对动力 学性能影响较大的主要因素尽可能作出符合实际情 况的模拟。为此，在建立车辆系统数学模型时作出如 下假定：
Ａｕｔｈｏｒ’Ｓ ａｄｄｒｅｓｓ Ｎａｎｊｉｎｇ Ｐｕｚｈｅｎ Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｓｔｏｃｋ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．，２１００３２，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｃｈｉｎａ
由于地铁线路小半径曲线较多，站间距离短，以 及车辆的频繁起动与制动，加速了轮轨间的磨耗。目 前在地铁运营中，钢轨表面的波浪型磨耗是一个值得 研究的问题。它不仅损坏着钢轨与车轮的接触表面， 同时对车辆的运行性能产生极大的影响。波浪型磨 耗是在线路的曲线内轨顶面形成凹凸不平的明显磨 耗，并沿纵向呈现一定规律性的波形，且幅值会不断 加深和扩展，会加速钢轨的损伤，危及行车的安全。
轮对上的竖向加速度均方根值 ４）图１０＂－－－１２分别给出了列车速度为６０ ｋｍ／ｈ、波
幅ａ为０．６咖时，不同波长下的车体、构架和轮对上
的竖向加速度均方根值。从图１０可见，当波长在１５０
ｍｍ以下时，车体振动加速度始终处于较高状态；当波 长继续增加时，车体振动加速度会迅速下降；当波长大 于２００ １１１１１１时，车体振动的加速度小于０．１９。从图１１
１）当速度为６０ ｋｍ／ｈ时，轨道无波磨状态下求 得的车体一端和构架一端的竖向加速度见图４和图
粪｛糍燕糍｛羹溅鞭蓑｛鼗｜惑蓬蓬蓬渊耄粪鼷｛饕蓑蓑瀑ｌ｛惑饕溪藤ｌ饕藤藤耄蔑蕊鬻蓬饕戴耄饕｛蓑惑饕妻蟹：蠢滚蕊连羹
５；当速度为６０ ｋｍ／ｈ，计算中加入波长为２００ ｍｍ、 波幅为０．６ ｍｍ的波磨轨道时，对应的计算结果见 图６和图７。从计算结果可以看出：车体的加速度 的变化并不大，构架的加速度峰值是原来的３～４ 倍，而轮对上的加速度则是原来的几十倍（图中无示 出）。这是由于二系悬挂的空气弹簧和油压减振器 能较好地阻隔构架上的加速度传递，而轮对与轨道 直接作用着并相互影响着；另外与计算中对轨下刚 性的假定也有关系，故轮对上的较大增值数值可作 为参考。但这可以说明轨道的波磨状态对转向架有 着较大的影响，特别是对构架及构架上的一些连接 座的强度有至关重要的影响。
１）轮对、构架和车体的弹性比悬挂系统的弹性 要小得多，可忽略各部件的弹性变形，视为刚体。
２）只考虑单节车模型，不考虑相邻车辆间的 作用。
采用ＳＩＭＵＬＩＮＫ软件建立单节车辆系统非线性 数学模型如图３所示。该车辆模型由１节车体、２个 构架和４个轮对构成。模型中考虑了２３个自由度： 车体５个方向自由度（竖向、横向、点头、侧滚和摇 头），每一构架的５个方向自由度（竖向、横向、点头、 侧滚和摇头），每个轮对的２个自由度（横移、摇头）。
·１７·
万方数据
饕；ｏ：地市辄、道交通蒜黼≤蕊然港邋蓬避￡篓然葵饕蓄溪粪淤惑蝼蕊蕊麟添添然饕蒸鞣ｌ釉Ｑ赣熊葵
论分析和计算可定量地了解波磨状态对车辆动力学 性能，特别是对舒适度影响的程度。
昌暑＼魁恒ｇ
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０ 加叼加 ３２●０１２３４ ０
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５０ １００ ｌ ５０ ２００ ２５０ ３００ ３５０ ４００ 沿钢轨纵向距离／ｍｍ 波浪型磨耗样本（ａ）
理论计算时取车体重量为Ａｗ３（超员）状态，踏 面为新轮时状态，轨底坡为１：４０，轨距为１ ４３５ ｍｍ，钢轨为ＵＩＣ ６０型，车轮踏面形状为Ｓ１００２，曲 线半径Ｒ＝３５０ ｍ。
计算时通过输入一段带有波磨的钢轨，轮轨间将 产生较高频率的振动，必然与轨道发生耦合振动。轨 下基础的弹性将缓解这种振动。对于地铁中的整体 道床，竖向刚度较大。为简化计算模型，获得偏于振
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五。 一
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图７轨道有波磨时构架一端的竖向加速度
荟 言 ∑
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一＋＋ 车构轮 体架对 竖竖竖 向向向
／
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波磨的波幅／ｍｍ
图８速度为６０ ｋｍ／ｈ时不同波幅下的车体、 构架和轮对上的竖向加速度均方根值
３）图９给出了不同运行速度下的车体、构架和轮 对上的竖向加速度均方根值。随着运行速度的提高， 轮对上的竖向加速度表现最为敏感，构架上竖向加速 度的变化不大，而车体上竖向加速度的变化很小。
葵ｉ蒸簌鞣§粪藤淤葵瓣粪港淤淤淡戴ｌ藤饕ｌ葵惑饕瓣瀑港港饕饕惑渊饕鼷然蕊葵灏ｊ窕稳蠡潮
钢轨波浪型磨耗对地铁车辆振动性能的影响
楚永萍
（南京浦镇车辆有限公司，２１００３２，南京∥教授级高级工程师）
摘要地铁车辆频繁的起动与制动加速了轮轨问的磨耗。 特别是小半径曲线上钢轨顶面的波浪型磨耗对车辆的运行 性能产生极大的影响，其结果会加速钢轨的伤损，危及行车 的安全。利用仿真计算模型，分析了钢轨的波浪型磨耗对车 辆各部分振动的影响。 关键词地铁；钢轨，波浪型磨耗，车辆振动 中图分类号Ｕ ２１３．４＋２
图１轨顶波浪型磨耗实景图
２波浪型磨耗的特征 针对钢轨波磨的现象，对部分地铁运营线路的小
半径曲线区段进行了实地测量。测试数据显示，在低 速通过区域其波长一般在７０－～２００ ｍｍ之间；波深根 据运用时间的长短，轻则０．２～Ｏ．３ ｍｍ，重则可达１ ｍｍ左右。图２为实测的线路波磨样本图。从图２ 可以看出，波磨外形与正弦波极其相似。为此，以此 作为理论分析的轨道输入样本。对这一现象进行理
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图４轨道无波磨时车体一端的竖向加速度
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图５轨道无波磨时构架一端的竖向加速度
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ｍｍ时，可导致构架上加速度达３ ｇ ｌｊＡ＿ｋ，按每个构 架重１．５ ｔ计算，就可造成构架上有近４．５ ｔ的作用 力。由图８可知，轮对上的竖向加速度对于波磨最 敏感，其次是构架，而车体受波磨的影响较小。
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图６轨道有波磨时车体一端的竖向加速度 ２）当速度为６０ ｋｍ／ｈ、波长为２００ ｍｍ时，不
同波幅下的车体、构架和轮对上的竖向加速度均方 根值见图８所示。当轨道表面波磨达０．２～Ｏ．３
万方数据
车速／（ｋｍ·ｈ－＇【） 图９不同运行速度下的车体、构架和
·波磨的波幅对竖向加速度的影响呈现线形 增长特点；
·波磨的波长对竖向加速度的影响呈现高次 方增长特点，但对于构架有非单调性的特征；
·波磨对车辆的运行速度有较大的影响，基本 呈现线形增长特点。
正是由于波磨对竖向加速度的影响呈现高次方 增长，波磨的轨道会使转向架关键部件产生较大的 竖向加速度和较大的动作用力，使得转向架在运行 中受线路状态的影响较大；特别是对于悬挂在构架 上的部件如电机等，会造成过大的动荷力，从而缩短 构架的疲劳寿命，影响运行安全性。这一现象导致 我国地铁的转向架曾出现过多起电机吊座严重损伤 的安全故障。因此，对轨道波磨的控制除了要严格 控制转向架的基本结构与参数，特别是一系定位刚 度变化外，还应从轨道波磨的波长、波幅和运行速度 三者结合起来加以综合分析。
·１９·
葵｛翠：堪市轫道交通舞惑溱≤港蘩粼整麟蕊溅｛然蓬ｌ惑漆￡羹｛黼麟蓑港溪惑濮：藤溅鞭囔熊蓑
可见，当波长小于５０ １１１１１１时，构架上的振动加速度可达 近１０９，对轮对的损害也较大；随着波长的增加其加速 度值下降，当波长为１５０ ｍｍ时达到最低；当波长大于 １５０ ｍｍ时，随波长的增加，振动加速度又显示出增长 趋势；当波长达到２００ ｍｍ时加速度达到极限的最大 值，并随着波长的继续增加，对振动的影响将不再显现 出来。从图１１可以看出，构架振动加速度对波长较敏
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图１０车体竖向加速度随波长的变化
波长／ｍｍ 图１１构架竖向加速度随波长的变化
图１２轮对竖向加速度随波长的变化 ·２０·
万方数据
５结语
通过对轨道波磨的统计测量及建模分析计算可 知，车辆在波幅大于０．３ ｍｍ、波长在５０ ｍｍ左右的 波磨轨道上以６０ ｋｍ／ｈ通过曲线时，会对轮对和构 架产生较大的振动加速度，而对车体的影响较小。 由此可以得出以下结论：