关键词： 动车组   车轮踏面   轮轨关系   迹线法   半赫兹接触  

摘要： 为了研究我国不同高速动车组的轮轨接触关系,针对我国高速动车组车辆常用的5种车轮踏面(LMA、LMB、LMC、LMD、LMB10)和高速铁路60N钢轨,对其轮轨匹配特性进行了研究。基于迹线法求解轮轨接触几何关系,采用半赫兹接触理论计算不同轮轨匹配的接触斑和接触斑内的法向应力分布。研究结果表明:从接触几何角度来看,LMA和LMC踏面等效锥度较小,踏面和钢轨上的接触带宽小,接触点比较集中;LMB和LMD踏面接触带宽较大,LMB10踏面居中,但LMB踏面的等效锥度最大。从接触力学角度来看,LMA踏面接触斑形状最接近椭圆,不同横移量下的接触斑面积和应力最大值变化最平缓;LMC踏面在靠近轮缘区域的接触斑形状复杂,且整体的应力水平较大;LMD踏面的接触斑位置变化最大,但在小幅横移范围内接触应力最小;而LMB和LMB10两种踏面的接触斑特性相似,在名义滚动圆附近接触斑面积最大,接触应力最小,靠近轮缘区域后快速增大。

关键词： 刚度非线性   瞬态滚动接触   波磨   显式有限元法  

摘要： WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建立考虑扣件刚度非线性特征的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究刚度非线性对车轮与钢轨波磨间高频动态响应及瞬态接触行为的影响,并重点分析了波磨工况下时频域内轮轨接触力、轴箱加速度的变化信息.结果表明:扣件非线性对轮轨接触力变化影响明显,主要表现为车轮行驶至扣件前端时强振动导致橡胶垫板表现为柔软特性使轮轨接触力减小,车轮行驶至扣件上方时在轴重作用下振动减弱表现为刚硬特性使轮轨接触力增大,轮轨力变化差异最大达到13.1%.

关键词： 地铁   橡胶垫浮置板轨道   减振效果   轮轨激励   列车振动  

摘要： 以某一组临近的普通整体道床和橡胶垫浮置板轨道为研究对象,对比测试振源加速度,同步调研上线运营列车的净运营里程,并开展车轮不圆顺测试,分析不同轮轨不平顺状态下橡胶垫浮置板轨道的减振效果。结果表明:在评价减振轨道的振动控制能力时,除了针对插入损失(或对比损失)开展客观评价外,也需要分析随着轮轨动态激励的增强是否会导致减振轨道段振动响应超过振动限值的问题;测试线路列车车轮呈现明显的7—9阶多边形磨耗特征,且随着轮轨激励的增强,Z振级相对插入损失的评价结果逐渐增大;橡胶垫浮置板轨道分频减振能力的评价结果与不同频段的激振原理直接相关,轨道扣件系统的自振频率(63 Hz)处轮轨动态激励的增加导致普通轨道的隧道壁振动响应增幅更大,该中心频率处的对比损失随着净运营里程的增加而变大。

关键词： 小半径曲线   钢轨磨耗   钢轨型面优化   轮轨动力学  

摘要： 文章研究实际小半径曲线上钢轨磨耗演化规律,设置车辆行驶速度、摩擦系数及车轮踏面类型按比例组合并分析对钢轨磨耗的影响。运用非均匀有理B样条曲线(Non Uniform Rational B-Spline,NURBS)构建钢轨参数化模型,并训练样本且基于神经网络(RBF)代理模型搭建以轮轨接触斑面积均方根ARMS和接触角差Δδ为目标函数的多目标优化模型。研究结果表明:左轨磨耗表现为侧磨,且磨耗量与通过总重线性相关;右轨磨耗表现为垂直磨耗,磨耗量也与通过重量呈线性相关;优化型面Opt1在接触斑面积均方根ARMS和接触角差Δδ两方面较原始型面均有所改善,且Opt1型面轮轨接触点分布更均匀,磨耗指数及动力学性能均有较好的改善。

关键词： 车辆-轨道耦合模型   车轮扁疤   制动工况   P1/P2力   纵向蠕滑  

摘要： 随着我国重载铁路的发展,重载货车轴重不断增加,车轮扁疤问题也日渐突出,该问题会导致轮轨动载荷急剧增大。建立了重载车辆-轨道刚柔动力学模型,在考虑了重载货车不同制动工况下,探究车轮扁疤对轮轨之间垂向冲击力和纵向蠕滑的影响,并进行了扁疤限值计算。结果表明,车辆的P1和P2力随着扁疤长度和速度的增大而增加,且紧急制动工况下大于正常制动工况。空车状态下轮轨垂向力远远小于重车状态,但在扁疤的作用下空车状态下的垂向轮轨力产生的波动会更大。车辆进行制动会导致纵向蠕滑率和纵向蠕滑力发生改变,同时在扁疤的作用下纵向蠕滑率和纵向蠕滑力都会产生波动,扁疤越大波动幅度越大。根据标准中的轮轨垂向力和轮重减载率的限值,对车辆在不同工况下进行扁疤限值计算,结合空重车以及制动工况,得到重载货车扁疤限值为38 mm。该研究将为重载货车运维提供相关指导。

关键词： 轴箱轴承   弹流润滑   建模   轮轨激扰   振动特性  

摘要： 基于赫兹接触和弹流润滑理论建立了考虑轴箱轴承的轨道车辆模型,研究了轮轨激扰对轴箱轴承的振动特性和油膜刚度特性的影响规律。分别采用MATLAB/Simulink和UM软件建立了轴承动力学模型和轨道车辆模型,通过相互作用力实现二者的耦合关系。模拟了轴承和轮对的典型故障形式,并详细分析了这些故障对轴承的振动特性和润滑特性的影响。研究结果表明:润滑可以有效减小轴承的振动;轴承的局部故障将导致油膜刚度的增大,轴承故障和车轮扁疤都对润滑的影响较为显著;此外,轮轨激扰会降低轴承外圈的振动比率,但是会增大车辆其他部件的振动,对车体的振动几乎无影响。

关键词： 视情旋修   轮轨匹配   等效锥度   修正方法   运用标准  

摘要： 轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实测轮轨廓形匹配等效锥度的要求,文中研究提出了一种服役状态下动车组等效锥度运用标准的修正方法。通过构建有效的服役轮廓数据库,并与标准轮轨廓形匹配的等效锥度进行对比计算,可得到不同轮廓所对应的修正值累积概率分布曲线,在此基础上结合现场需求,通过分步实施对现有检测手段得到的等效锥度结果予以修正,结合相关运用标准决策车轮旋修。此方法为车轮视情旋修运用标准的落地提供了可靠的方法和数据支撑。

关键词： 摩擦温升   轮轨接触   热力耦合   车辆-轨道耦合动力学   轮轨损伤  

摘要： 为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接触应力的影响;随后,将该模型应用于地铁小半径曲线处车辆-轨道相互作用模拟.结果表明:当轮轨界面温度达到450℃时,轮轨接触应力显著降低,降幅可达20%;考虑热力耦合建模后,轮轨界面的预测温升明显低于不考虑热力耦合建模时的结果,在蠕滑率为0.16时,两者的差异可达51%;地铁车辆在小半径曲线线路上运行时轮轨摩擦温升因过大的蠕滑率与自旋会急剧增大到750℃,应考虑轮轨热力耦合建模以避免过高估计轮轨摩擦温升以及轮轨接触应力.

关键词： 轮轨   低黏着现象   轮轨切向力特性   两圆筒试验装置  

摘要： 在雨天等情况下轮轨间低黏着现象是诱发车轮滑行进而损伤车轮和轨道的原因之一。要防止过大的车轮滑行,有效的方法就是提高车辆滑行控制性能,因此要定量评价雨天轮轨间的切向力,并在此基础上研究解决方案。文章介绍定量评价雨天轮轨切向力特性的试验研究,旨在将其用于提高车辆滑行控制性能。

关键词： 制动盘   轮轨激励   振动加速度   模态分析   振动疲劳  

摘要： 轴装制动盘是高速列车制动系统最关键的部件,是保证高速列车在紧急情况下安全停车的重要保障。文中基于车轮多边形和钢轨波磨引发的轮轨高频激励对高速列车轴装制动盘振动进行分析,得到轴装制动盘3个方向的振动加速度时域图和频域图。在振动加速度的基础上,对轴装制动盘进行振动模态仿真,分析前6阶振动模态,最后通过疲劳理论分析轴装制动盘在振动加速度影响下的疲劳损伤和寿命。研究结果表明,轮轨高频激励对轴装制动盘的垂向振动加速度影响最大,而对横向振动加速度影响最小;由此产生振动模态从第5阶开始产生严重的变形,因此要避免共振带来的影响;整个紧急制动过程中,轴装制动盘因振动而产生的疲劳应力和疲劳损伤分布趋于一致,最后影响制动盘的疲劳寿命分布,在制动盘的内侧更容易出现振动带来的损伤。