1、長期以來為了實現(xiàn)更高的運(yùn)行速度和更好的平穩(wěn)性，鐵道車輛的動力學(xué)分析一直非常關(guān)注橫向動力學(xué)問題;鐵道車輛垂向動力學(xué)對軌道結(jié)構(gòu)、噪聲、車-線-橋關(guān)系以及鋼軌的某些波磨有影響，因此近二十多年來鐵道車輛垂向動力學(xué)方面的研究也很活躍;由于重載運(yùn)輸?shù)呐d起，列車的縱向動力學(xué)主要關(guān)注車輛間的相互作用及列車的操控問題，而與輪軌行為無關(guān);交流傳動的發(fā)展大大提高了機(jī)車黏著利用程度，因此機(jī)車縱向動力學(xué)主要關(guān)心傳動系統(tǒng)的扭轉(zhuǎn)剛度能否滿足大的起動黏著利用，防止動輪

2、起動時和運(yùn)行時滑動和空轉(zhuǎn)。但是，長期以來人們卻忽略了輪對縱向動力學(xué)問題的研究，因為它與以上問題關(guān)系不大或者說人們還沒有注意到輪對縱向動力學(xué)對整個車輛系統(tǒng)的影響，且這一振動只有在蠕滑計算的參考速度不是固定不變時才能得到，而過去進(jìn)行橫向動力學(xué)計算時通常認(rèn)為它是恒定的，或根本不考慮輪對縱向自由度，因此無法反應(yīng)出輪對縱向振動的特點(diǎn)。但本文認(rèn)為，輪對縱向動力學(xué)行為很可能是造成機(jī)車車輛異常抖動或造成車輪非正常磨耗以及某些特定波長的軌道波磨的一個不可

3、忽視的重要原因。
　　輪對縱向振動問題屬于機(jī)車車輛縱向動力學(xué)的研究范疇，與橫向和垂向動力學(xué)相比，縱向動力學(xué)的研究還處于初級階段，但其包含了豐富的內(nèi)容，機(jī)理非常復(fù)雜，對高速或重載牽引機(jī)車，這方面研究意義重大。本文主要從輪對縱向振動的角度研究了機(jī)車輪對周期性踏面磨耗問題，將輪對的宏觀振動與接觸參數(shù)的微觀表現(xiàn)結(jié)合在一起，給出了研究某些機(jī)車車輛輪對周期性踏面磨耗的新思路，并提出了緩減輪對周期性踏面磨耗現(xiàn)象的具體措施。本文的研究內(nèi)容主要分為

4、輪軌摩擦模型的研究，輪對縱向振動動力學(xué)問題的研究以及輪對縱向振動對機(jī)車輪對周期性踏面磨耗影響的研究，具體研究內(nèi)容如下:
　　1.從輪軌接觸斑材料應(yīng)變的微觀角度解釋了蠕滑特性曲線的變化規(guī)律及其與輪對縱向振動問題的相互影響，并在此基礎(chǔ)上提出并研究了適用于輪對縱向振動問題的輪軌縱向摩擦模型，該模型由彈簧元件、阻尼元件和滑動摩擦元件串聯(lián)組成，其中彈簧元件的剛度和阻尼是隨激勵頻率及蠕滑率幅值而變化的，主要用于小蠕滑條件下的輪對縱向振動問題分

5、析;滑動摩擦元件的摩擦系數(shù)是縱向蠕滑率的函數(shù)，該元件主要用于研究大蠕滑條件下輪對非線性黏滑振動問題。
　　2.將輪軌縱向摩擦模型和單輪對縱向動力學(xué)模型結(jié)合起來，研究了小蠕滑、大蠕滑條件下輪對的縱向振動特點(diǎn)。在小蠕滑條件下，分析了簡諧、脈沖及隨機(jī)軌道不平順激勵下單輪對的縱向振動響應(yīng);分別采用攝動法和小波分析方法研究了穩(wěn)態(tài)條件下小幅隨機(jī)變化速度引起的輪對縱向振動功率譜密度以及加速非穩(wěn)態(tài)條件下輪對縱向振動功率譜密度，并推導(dǎo)出了加速條件下