机械工程学报

作者：王泽根, 宫岛, 周劲松, 刘广宇

单位：同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海 201804

关键词：动车组,凹磨踏面,稳定性,等效锥度,BP神经网络；

基金：国家自然科学基金(52375115，51805373)、中央高校基本科研业务费专项资金(22120210558)和上海市多网多模式轨道交通协同创新中心资助项目

某型动车组列车在正常服役过程中，出现了因车轮踏面凹磨不断发展导致的列车运行稳定性显著下降的问题，为了提升车辆的运行稳定性并保证列车的行车安全，开展了车轮踏面磨耗和构架振动特性的跟踪试验研究，提出一种基于车轮踏面凹磨演化控制的动车组运行稳定性优化方法，从踏面磨耗源头着手解决稳定性低下问题。该方法提出采用凹磨位置、凹磨深度和凹磨宽度来定义车轮踏面的凹磨状态，然后基于BP神经网络建立实测踏面凹磨参数与等效锥度的映射关系模型，分析得到低等效锥度对应的凹磨参数特征，再筛选出关键车辆动力学参数并开展正交优化来改善车轮踏面的凹磨状态，进而提升车辆的运行稳定性。结果表明，通过该方法优化后，同公里数的车轮踏面凹磨深度降低了14.46%，踏面凹磨状态得到明显改善；同公里数的车轮等效锥度降低了16.39%，构架横向振动加速度降低了32.02%，车辆的运行稳定性得到显著提升；同时优化后的车辆平稳性和安全性仍满足标准要求。本研究将踏面凹磨演化和稳定性下降问题协同考虑，提出的优化方法可为其他高速列车稳定性下降问题的治理提供一定参考。

来源：2025年第16期

《机械工程学报》期刊编辑部

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