机械工程学报

作者：段世文, 刘增华, 陶功权, 谢晨希, 王鹏, 温泽峰

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. 广州地铁设计研究院股份有限公司 广州 510010

关键词：地铁车轮,车轮非圆化,车轮粗糙度谱,车轮多边形磨耗,统计分析；

基金：国家自然科学基金(52002342);四川省科技计划(2023YFQ0091);轨道交通运载系统全国重点实验室开放课题(2024RVL-T08)资助项目。

车轮失圆问题在地铁列车上广泛存在，会引发轮轨间冲击载荷，进而加剧车辆振动与噪声、诱发车辆/轨道部件疲劳断裂，对乘坐舒适性、运行安全性以及车轮的维护均具有重要影响。统计分析了我国21条地铁线路共计9 000余个车轮的非圆化磨耗测试数据，涵盖时速80、90、100和120 km四种运营速度的地铁列车，掌握了车轮非圆化磨耗的径跳、阶次和波长等特征。利用Welch法对所有实测的车轮不圆顺进行谱估计，再利用两段幂函数拟合获得了地铁车轮粗糙度谱，并与高铁车轮粗糙度谱进行对比。结果表明：地铁车轮存在不同程度的失圆问题，其中约有10%的车轮径跳值在0.5 mm以上。车轮多边形磨耗的阶次主要为1阶(偏心)、5～9阶和12～16阶，高阶(大于10阶)多边形磨耗1/3倍频程中心波长在160～200 mm范围内。与高铁车轮粗糙度谱相比，地铁车轮粗糙度谱的谱值较高。结果可指导地铁车轮不圆顺状态的评估和养护维修，为轮轨动力学和轮轨噪声仿真分析提供重要输入。

来源：2025年第24期

《机械工程学报》期刊编辑部

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