基于车辆动力学的动车组轴箱轴承动态载荷计算方法

轴箱轴承动态载荷计算结果的准确性对轴承寿命评估具有重要意义。考虑轴承的时变刚度特性，建立某型高速动车组的轴承-车辆-轨道-结构刚柔耦合动力学模型；研究该模型与传统旋转铰车辆动力学模型的轴承动态载荷计算结果的差异，进一步分析轴承刚度与载荷之间的相关性以及动态刚度的分布特征。结果表明，在典型轨道不平顺激扰下，耦合模型与旋转铰模型的轴承边界载荷计算结果基本一致；在实测车轮不平顺激扰下，相比旋转铰模型，耦合模型计算的轴承纵向、横向和摇头载荷幅值整体上偏小，垂向和侧滚载荷幅值整体上偏大，且差异主要集中在100 Hz以上的部分；轴承的垂向刚度与垂向载荷之间具有显著的线性相关性；从动态刚度统计的角度，分别给出轴承的纵向、横向、垂向、侧滚和摇头等效刚度，为4 790 MN/m、58.8 MN/m、4 960 MN/m、3.44 MN·m/rad、18.2 MN·m/rad，可用于完善传统车辆动力学中的轴承建模。所提轴承载荷计算方法可为轴承寿命评估提供载荷参考依据。