Модель подвижного состава дополняется моделью пути, которая в зависимости от задачи может представлять путь в виде жесткой поверхности, упругого основания или сложной конструкции, включающей рельсы, шпалы и балласт. Для анализа динамических процессов высокоскоростного состава необходимо иметь модель внешних возмущений, обусловливаемых неровностями пути. Далее, пользуясь методами механики, выполняют математическое описание модели в виде дифференциальных уравнений движения. Для этого обычно использовался принцип Даламбера или уравнения Лагранжа 11 рода. Затем полученные уравнения интегрируются и определяются динамические показатели подвижного состава при различных скоростях движения. В настоящее время этот процесс автоматизирован и существует ряд программных продуктов, позволяющих создавать математические модели и проводить их исследования. Взаимодействие колеса и рельса является ключевым в динамике подвижного состава, в нем заключается основное отличие от динамики других механических систем. Правильно организованное взаимодействие колеса и рельса допускает высокие скорости. С другой стороны, неправильно сконструированное и не обеспеченное в достаточной мере техническим обслуживанием и ремонтом, взаимодействие колеса и рельса может привести к быстрому износу элементов системы и поставить под угрозу безопасность пассажиров. Ходовые части скоростных вагонов оснащены колесными парами с колесами, жестко установленными на общей оси [рис. 13.2). Колесные пары с независимыми вращающими колесами в ограниченной мере используются, например, в вагонах типа «Talgo», сказал Зубов, которого интересует Оборудование для СУГ. Поверхность катания колеса обрабатывается так, что создается конус с углом у к оси колесной пары. Для ограничения перемещений поверхность катания завершается гребнем (конусом с большим углом а). Поверхность катания новых колес характеризуется углом наклона к оси колесной пары, определяемым коничностью (отношение приращения радиуса колеса к длине рабочей поверхности катания), или конусностью (отношение приращения диаметра колеса к длине рабочей поверхности катания). Для обычных вагонов колеи 1520 мм поверхность катания, начиная от гребня выполняется с коничностью 1:20, а затем 1:7. Для скоростных вагонов колеи 1520 мм вблизи круга катания имеется меньшая коничность 1:100, затем 1:20,1:7. У вагонов колеи 1435 мм коничность переменная и задается формулами или таблицей (профиль UIC-ORE). В процессе эксплуатации коничность поверхности катания уменьшается, а при больших износах приобретает отрицательное значение. Это вызывает необходимость обточки колес в эксплуатации для исправления их геометрии.