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轮轨关系是铁路系统最重要、最基本的关系。轮轨载荷是轮轨关系的基础,对高速动车组/轨道系统的动力学性能和结构可靠性有十分重要的影响。对高速动车组轮轨载荷分布及其规律,尤其是统计分布规律的研究具有重要的意义。本文以高速动车组的轮轨载荷为研究对象,依托测力轮对在大西线上测试得到的轮轨力数据,处理标定试验数据得到应力-载荷传递系数,经过滤波、去毛刺及包络线法处理获得实测轮轨载荷时间历程,并结合数值仿真,开展对于高速动车组轮轨载荷特征的研究:(1)由时域分析得,车辆载重状态对轮轨垂横向力均有影响;直线运行时,轮轨垂向力主要围绕静轮重值波动,轮轨横向力围绕OkN上下波动,以小载荷为主;曲线通过时,轮轨垂向力发生偏载,左右侧车轮的轮轨横向力均增大。由频域分析得,轮轨垂向力的主要频率分布在10~100Hz范围内,轮轨横向力的主要频率分布在10～50Hz范围内。曲线工况下,外侧车轮轮轨垂横向力的有效值和幅值在时域变化趋势上相关性较强。(2)轮轨载荷所有数据点的统计结果显示,轮轨垂向力总体上呈正态分布,轮轨横向力的分布有两个峰,因统计数据量的不同,轮轨载荷峰谷值的分布形状有差异,但表现出相同的规律。(3)列车运行速度、载重状态以及线路条件会对轮轨力产生较大影响,具体表现为:列车运行速度越高,轮轨垂横向力的分布范围越大。相同速度下,满载工况轮轨力的最值和幅值均大于空载工况。由直线进入曲线路段时,若列车运行速度大于平衡速度,则曲线外侧车轮垂向力增大,内侧车轮垂向力减小,横向力均增大,但外侧车轮的增大程度大;若列车运行速度小于平衡速度,则内侧车轮垂向力增大,外侧车轮垂向力减小,内侧车轮的横向力增大程度大。(4)为得到更多线路的轮轨载荷数据,建立了刚-柔耦合的车辆系统动力学模型,采用武广线激励,开展了针对轮轨载荷特征的研究。结果显示,仿真得到的轮轨垂向力和横向力的波动范围比实测结果小,轮轨垂向力在时域上与实测结果具有相同的特征,均为正态分布;不同于实测轮轨横向力,仿真轮轨横向力的分布为正态分布。列车在直线路段时,轮轨垂向力围绕静轮重值上下波动,轮轨横向力围绕OkN上下波动;在曲线路段时,轮轨垂向力出现偏载,轮轨横向力的波动中心与波动范围均有增大的趋势。图56幅,表25个,参考文献69篇。