Page 254 - 《振动工程学报》2026年第3期

854 振 动 工 程 学 报 第 39 卷

匀沉降对轮对横向加速度的频域影响主要集中在低 渐增大。对构架横向振动加速度进行 0.5~10 Hz 的
频范围，为凸显轮对横向振动加速度⁃路基横向不均 带通滤波，对照《机车车辆动力学性能评定及试验鉴
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匀沉降的关系，对轮对横向加速度时域信号进行 0~ 定规范》（GB/T 5599—2019） 中“构架横向加速度
100 Hz 带通滤波。可以看出，不考虑横向不均匀系 有连续 6 次以上达到或超过 8 m/s 时，判定转向架
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数时，轮对、构架与车体横向加速度波动极小，随着 横向失稳”的相关规定，发现此时构架横向振动加速
路基横向不均匀系数的增加，钢轨出现高低、横向不 度远小于安全限值，因此尚不足以引发车辆系统横
平顺，导致各部件在进入沉降区段时横向加速度逐 向失稳问题。

图 10 车辆系统横向动力学性能分析
Fig. 10 Transverse dynamics performance analysis of vehicle system

3. 2 路 基 横 向 不 均 匀 沉 降 对 轮 轨 动 力 学 性 能 的 得轮轨接触面产生激扰，轨底坡以及踏面斜度将这
影响 种激扰转化到垂向和横向，改变了轮轨接触性能，进
而导致轮轨接触压力、轮轨横向力发生变化。轮轨
以 横 向 不 均 匀 系 数 为 0 和 0.8 为 例 进 行 研 究 。
合蠕滑力、轮轨磨耗功率分别在车辆进入、驶出横向
图 11（a）为不考虑横向不均匀系数时的轮轨动力学
不均匀沉降区段时明显激增，可认为路基横向不均
特 性 时 域 分 布 ，图 中 灰 色 带 区 域 为 沉 降 区 域 。 由
匀沉降会使轮轨接触性能恶化，且会增加车辆打滑
图 11（a）可以看出，车辆经过沉降区段时轮轨接触
概率，因此在分析沉降区段的轨道结构动态特性及
压力明显减载，进入沉降区段后，轮轨横向力出现小
车辆动力学性能时，有必要考虑路基横向不均匀沉
幅反向，引发轮轨冲击，导致轮轨合蠕滑力与磨耗功
降问题。
率波动，此处的轮轨合蠕滑力等于横向蠕滑力和纵 不同横向不均匀系数下的轮轨动力学特性峰值
向蠕滑力的矢量和，可认为沉降区段容易导致轮轨 变化如图 12 所示。对图 12 分析可知，路基横向不均
接触性能恶化，诱导轮轨病害产生，但经过观察，左、 匀沉降对轮轨动力学影响显著，尤其在轨道结构出
右轮轨之间的动力学指标变化规律基本一致。 现 1.5 mm 以上的“真离缝”（横向不均匀系数由 0.2
图 11（b）为横向不均匀系数为 0.8 时的轮轨动 增至 0.4），“真离缝”范围扩大时（横向不均匀系数由
力学特性时域分布。由图 11（b）可以看出，路基横 0.4 增至 0.6），低轨轮轨动力学指标出现明显的增长
向不均匀沉降导致左、右轮轨动力学特性不均匀显 趋势。
著，右侧轮轨减载幅度较左侧轮轨更大，这是由于路 图 12（a）和（b）分别为路基横向不均匀沉降区
基横向不均匀沉降产生的钢轨高低、横向不平顺使 段的轮轨接触压力和轮轨横向力峰值变化图。可以