高速列车驱动系统对轨道的平顺性有着很高的要求,但是在一些特定地点处轨道容易出现局部不平顺。本文基于车辆系统动力学理论,通过对轨道不平顺的随机过程进行数值模拟,利用叠加法模拟得到含方向正弦型局部不平顺的轨道谱,建立含驱动系统的高速列车模型,仿真分析了在高速行车条件下高速列车驱动系统对方向正弦型激扰的振动响应。分析结果表明方向正弦型局部不平顺的幅值和波长系数不宜过大,否则极易使得列车失稳;局部不平顺激扰会导致驱动系统部件瞬时振动加剧,尤其是纵向和横向上振动加速度幅值发生明显变化;局部不平顺激扰对驱动系统部件的高频振动没有太大影响,但是会使得低频振动冲击急剧增大,影响驱动系统传动稳定性。

为了研究故障状态下高速列车齿轮箱轴承的振动响应,基于Hertz接触理论,考虑轴承外圈滚道上常见的剥离故障,利用三维建模软件SolidWorks和动力学软件RecurDyn,建立了高速列车齿轮箱轴承出现剥离故障时的动力学模型。通过对轴承的仿真分析可以看出,在经过外圈滚道上的剥离故障时,滚子的角速度出现周期性突变,产生打滑现象;滚子与外圈滚道故障处的冲击传递到保持架上,使其稳定性降低;外圈振动加速度频谱图在外圈故障特征频率的1倍频和2倍频处出现了峰值,根据理论分析,可以判定轴承出现故障的元件是外圈;外圈和滚子之间的接触力在故障处会周期性地增大和减小。