[发明专利]一种能够明显减少钢轨波磨的铁路车轮

权利要求书

1.一种能够明显减少钢轨波磨的铁路车轮，包括轮毂(1)、轮辐(2)和轮辋(3)，连接在轮毂(1)和轮辋(3)之间的轮辐(2)并包括朝向轨道外侧的外侧面和朝向轨道内侧的内侧面，其特征在于，外侧面在垂直轮面的截面上形成的曲线由轮毂(1)至轮辋(3)包括顺次相切的外侧第一内凹段(21)、外侧外凸段(22)、外侧第二内凹段(23)、外侧第三内凹段(24)；内侧面在垂直轮面的截面上形成的曲线由轮毂(1)至轮辋(3)包括顺次相切的内侧第一外凸段(25)、内侧第二外凸段(26)、内侧内凹段(27)、内侧第三外凸段(28)；

所述外侧第一内凹段(21)的曲率半径为62mm，外侧外凸段(22)的曲率半径为130mm，外侧第二内凹段(23)的曲率半径为180mm，外侧第三内凹段(24)的曲率半径为40mm，内侧第一外凸段(25)的曲率半径为40mm，内侧第二外凸段(26)的曲率半径为110mm，内侧内凹段(27)的曲率半径为199mm，内侧第三外凸段(28)的曲率半径为40mm。

2.一种如权利要求1所述的能够明显减少钢轨波磨的铁路车轮的尺寸形状确定方法，其特征在于，所述轮毂、轮辐和轮辋的尺寸和形状确定均基于轮轨系统有限元复模态特性分析：根据下述轮轨系统摩擦自激振动方程建立轮轨系统摩擦自激振动模型；

式中，M为轮轨系统质量矩阵，C为轮轨系统阻尼矩阵，K为轮轨系统刚度矩阵，K_f为摩擦力耦合引起的刚度矩阵，u、和分别为轮轨系统摩擦振动的位移、速度和加速度，△F为作用在轮轨系统的外力合力；

通过复特征值分析，找到去除引起轮轨系统摩擦自激振动的不稳定模态；

通过改变车轮的形状和尺寸，来改变轮轨系统的刚度矩阵K，以消除轮轨系统的摩擦自激振动。