机械工程学报

作者：张海涛, 陈再刚, 杨国军, 陈志辉, 陈新, 杨吉忠

单位：1. 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室 成都 610031;2. 中铁二院工程集团有限责任公司科学技术研究院 成都 610031

关键词：齿轨车辆动力学,悬挂系统,敏感性分析,代理模型,多目标优化；

基金：国家自然科学基金优秀青年(521122502)和深海勇士号能力提升及科学应用(2022YFC2805501)资助项目。

齿轨列车由于其强大的爬坡能力而被广泛应用于山地轨道交通领域。齿轨列车在坡道运行时主要以齿轮齿条啮合提供驱动力，由于齿条制造和安装误差、线路不均匀沉降等因素影响，齿轮齿条啮合动态作用加剧，直接影响齿轨列车乘坐舒适性和安全性。为了提升齿轨车辆爬坡运行时的动态性能，开展基于粒子群法的山地齿轨车辆悬挂多参数多目标优化研究。首先，基于车辆-轨道耦合动力学与齿轮传动系统动力学理论，建立考虑轮轨接触和齿轮齿条啮合激励影响的齿轨车辆-轨道耦合仿真分析模型，并通过现场试验验证了模型的准确性；其次，通过最优拉丁超立方采样生成悬挂参数矩阵并进行方差分析探究悬挂参数敏感性；最后，采用径向基神经网络代理模型与粒子群优化算法对齿轨车辆悬挂参数进行优化。研究结果表明，齿轨车辆悬挂参数交互效应对动力学的敏感性较小，调整单个参数对动力学指标的优化更为直接有效；适当增大齿轨车辆一系垂向阻尼并减小一系垂向刚度可有效提高车辆平稳性和安全性；提出的优化方法能够有效对齿轨车辆悬挂系统寻优，在10～35 km/h的速度范围内都能够有效优化车辆安全性和平稳性。

来源：2026年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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