CAE 工程技术研究所科技成果

1)具有显著减振降噪功能的弹性车轮 随着列车行驶时间的增加，车轮与轨道之间的异常冲击与磨损日益加剧，导 致列车行驶过程中车体异常振动行为、轨道波磨效应、车轮多边形磨损效应等诸 多问题，造成了一定的振动磨耗影响。对轮轨耦合磨损问题的研究是解决城轨交 通系统诸多问题的基础，因此本成果基于轮轨耦合动力学模型和轮轨耦合系统数 值分析模型，研究了轨道交通的振动噪声、钢轨的波磨效应和车轮不圆顺化等问 题。并对车轮多边形效应的形成机理进行深入探究，建立含有弹性车轮系统的车 轨耦合参数化模型，数字化分析轨道交通运营中遇到的振动噪声、车轮多边形效 应和振动噪声响应等实际问题。以新型参数化模型为基础，采集实验数据，形成 车轮多边形演化预测模型，研究滚动过程中的特征参数变化，对轮轨系统运行中 的振动噪声问题，提出新型弹性车轮和车轮运行方案。结合滚动车轮多边形演化 效应预测模型和振动噪声响应规律，实现车轮运行工况、多边形演化模型、振动 噪声预测、减振降噪方案四者的有效反馈闭环。 2)有限元网格自动剖分技术 网格自动剖分技术是一种将复杂的几何体或区域划分为规则网格的方法。它 在计算机图形学、计算机辅助设计、有限元分析等领域中广泛应用。仿真软件的 高端内核技术及应用基础的前处理技术作为西方发达国家的国家级战略技术，现 今欧美等军事强国等开发了诸多的网格前处理软件并逐步形成工业软件，并对我 国设置了严格的技术壁垒，严禁出口。在国内，网格自动剖分软件的发展起步较 晚，在网格生成算法上相对较薄弱，与国外相比仍存在差距。通过对网格自动剖 分算法的深入研究，基于已有的 delaunay 三角化技术，采用中心切分边角法对 各种类型的 Voronoi 图进行切分，能够快速高效的生成更加精密的四边形网格。 另外，基于特征识别的网格自动生成技术方法，利用前沿推进法和几何指数控制 函数，将不同尺度网格过渡连接起来，形成多

关键技术： 1) 轮轨滚动非线性接触模型； 2) 弹性车轮多边形多因素耦合权重模型； 3) 多边形效应萌生演化技术； 4) 高精度轮轨耦合系统数值分析软件； 5) 网格生成算法程序集； 6) 独有的网格自动剖分软件。 技术指标： 减振效果低于钢性车轮的 70%；同等地铁车轮噪声降噪 10dB；网格自动剖分 精度、计算效率优于现主流软件 10%。