车轮多边形激励下高速列车制动界面摩擦学行为分析

高速列车车轮多边形磨耗是一种沿车轮周向的不均匀磨耗，是列车服役过程中常见的车轮失效现象，其产生的剧烈轮轨激励严重威胁车辆系统服役可靠性. 制动系统作为保障高速列车服役安全的核心部件，其界面摩擦学行为直接受到轮轨激励的影响. 为探究车轮多边形激励下的制动界面摩擦学行为，建立了刚柔耦合车辆动力学模型和制动系统热机耦合有限元模型，并分别通过线路试验和台架试验验证了模型的正确性. 然后，提出一种考虑车轮多边形激励的制动界面摩擦学行为分析方法，能够真实地反映服役过程中制动界面摩擦学行为. 基于此，研究了不同车辆运行速度下车轮多边形激励对制动系统动态接触、温度以及振动特性的影响规律. 结果表明：车轮多边形磨耗导致系统接触面积、摩擦热、接触应力和振动等摩擦学行为更为复杂且剧烈. 此外，系统接触面积标准差和振动加速度均方根值随速度的增加而增大. 因此，车轮多边形磨耗对制动界面摩擦学行为具有不可忽略的影响. 该研究成果可为制动系统界面摩擦学行为研究及结构优化设计提供有效方法与工程指导.