关键词： 防空转/滑行效率   黏着特性   轮轨切向力   黏着控制策略  

摘要： 地铁车辆在完成防空转/滑行试验后,通常通过计算防空转/滑行效率来评价车辆防空转/滑行的性能,目前地铁车辆关于防空转/滑行效率缺少统一的计算方法。为解决该问题,文章系统介绍了轮轨黏着机理及特性,对比分析了既有车辆黏着控制策略和防空转/滑行效率计算方法,建立了车辆牵引和制动工况力学模型并提出了一种基于轮轨切向力的防空转/滑行效率计算方法。与现有防空转/滑行效率计算方法相比,该方法同时适用于防空转试验和防滑行试验效率计算,排除了车辆运行阻力对计算结果的影响,在不同试验工况下的计算结果一致性较好。

关键词： 齿轨列车   显式有限元法   瞬态接触   接触应力   车轮悖论  

摘要： 针对适于山地轨道交通的齿轨铁路,建立基于显式时间积分的三维齿轨轮对-轨道瞬态接触有限元模型,模型可分析齿轮齿条啮合和轮轨滚动接触间中、高频耦合动力作用。轮对和轨道真实几何,齿轮与车轮轮径差导致“车轮悖论”现象及结构振动等均有考虑,齿轮齿条啮合和轮轨接触采用集成库仑摩擦的“面-面”接触算法求解。对比零和非零轮轨摩擦系数工况,解构“车轮悖论”现象对动态接触的影响。以初步设计的Strub型齿轨铁路为例,分析速度为10 km/h和0‰、240‰、480‰坡度下动态接触现象。结果表明,受齿轮啮合影响,齿条、轮轨接触力均呈现周期性波动,但垂向接触总力和总牵引扭矩分别在重力载荷与牵引扭矩附近波动。“车轮悖论”使齿条垂向力和法向接触应力减小,而轮轨垂向力和法向接触应力增加,齿面切向接触应力与接触斑内滑移区面积相应增加,在坡度240‰下,轮轨摩擦系数由0增至0.2,齿条、轮轨最大法向接触应力由248.69、752.66 MPa增至195.17、757.44 MPa,最大切向接触应力相应由24.48、152.84 MPa变成21.31、2.14 MPa。轮轨接触斑因发生显著蠕滑呈现全滑移。相同速度及摩擦条件下,坡度增加使齿条垂向力和牵引力增加,轮轨垂向力和牵引力减小,接触应力呈同相变化。

关键词： 重载列车   货物列车   重载铁路   牵引重量   重载货运   线路长度   轮轨黏着   轴重  

摘要： 随着重载货运铁路的快速发展,使得重载铁路轮轨间的黏着问题研究有了更高的要求,尤其是速度的不断提高,让轮轨黏着问题变得更加复杂。为减少重载列车在运行中空转、滑行的发生,本文通过对不同状态的轮轨间黏着力状态进行分析,同时结合现场操纵,阐述在重载列车在不同条件下的操控方法,从而预防列车发生空转滑行,确保列车安全平稳运行。1.概述随着货物列车重载化的发展,铁路重载运输货物列车成为我国铁路高速发展的引擎,所谓重载铁路是指(1)轴重达到27吨及以上;(2)牵引重量不低于8000吨;(3)在线路长度不少于150公里的区段上,年运量不少于4000万吨.

关键词： 地铁   小半径曲线   轮轨润滑  

摘要： [目的]地铁线路小半径曲线段的数量占比高、钢轨磨耗严重,通过润滑改变轮轨接触区的摩擦因数可以有效降低钢轨磨耗,因此有必要对轮轨润滑与钢轨磨耗之间的影响关系进行研究。[方法]介绍了润滑减磨理论;建立侧磨预测模型,将钢轨侧磨量为5 mm作为1个阶段,仿真计算不同侧磨阶段下的外轨磨耗规律;结合润滑减磨仿真计算结果,提出相应的外轨润滑措施。[结果及结论]钢轨上道初期,当钢轨出现侧磨后进行润滑,润滑减磨效果不显著;当钢轨侧磨量达到5~10 mm时,润滑涂敷效果差别显著,可以延缓钢轨磨耗发展时间至少3个月;外轨磨耗后期,钢轨侧磨速度明显加快,润滑涂敷效果差别不显著。建议在钢轨出现侧磨后进行润滑涂敷,当钢轨侧磨量达到5~10 mm时,对钢轨进行重点润滑涂敷。轮轨润滑可以降低钢轨磨耗速率,减缓曲线外轨磨耗发展,延长钢轨使用寿命,降低维修成本。

关键词： 磁悬浮列车   高速轨道交通   轮轨   科研人员   交通工具   中国传统文化   高速运行  

摘要： 在中国传统文化中,许多仙人或神仙可以驾驭其飞剑而御空飞行,被视为一种神秘的能力。而现在的磁悬浮列车则是列车中御剑飞行的修仙者,只不过其御的是“磁”,而不是剑。如今的轮轨交通能够达到350 km/h的高速运行,但是这还不能满足人们对更高速轨道交通的强烈需求。磁悬浮列车是目前地面跑得最快的交通工具,为了实现更快更强,摆脱地面的束缚,磁悬浮列车走入科研人员的视野。磁悬浮列车因为并不像传统轮轨列车受到轮轨的限制,因此可以达到超过600 km/h的高速!宛如轨上腾云的蛟龙。

关键词： 地铁   3m波长焊缝   钢轨焊缝接头   短波不平顺   车辆-轨道垂向耦合动力学   轮轨响应  

摘要： 相对于1 m弦测值的焊缝接头动力学评估与管理,基于3 m波长范围的焊缝接头不平顺轮轨响应分析对其服役状态评估与管理具有重要意义。首先,基于车辆-轨道垂向耦合动力学理论建立车辆-轨道垂向耦合模型;然后,借助基于一弦N点弦测法研制的钢轨短波不平顺测量小车,对地铁线路焊缝接头不平顺进行精确测量,并根据传统弦测理论得到1 m弦测值;接着,将实测3 m波长焊缝接头不平顺和1 m弦测值作为车辆-轨道垂向耦合模型的不平顺激励输入,对比3 m波长焊缝接头不平顺和1 m弦测值激扰下的轮轨响应;最后,研究了车速和焊缝位置对轮轨动力响应的影响。结果表明:相比1 m弦测值激扰下的轮轨动力响应结果,3 m波长焊缝接头不平顺激扰下的轮轨力幅值变化不明显,轮重减载率幅值增大11.52%,钢轨加速度幅值增大54.05%,轮对振动加速度幅值增大37.67%;车速提高会导致轮轨力和轮重减载率幅值增大;焊缝中心与轨枕间的距离增加,轮轨力幅值先增加后减小,当焊缝中心距离轨枕0.1 m时,轮轨力幅值最大。

关键词： 高速铁路   高速检测列车   连续测力轮对   轮轨力   轨道缺陷  

摘要： 高速铁路轨面低塌、波磨以及各类轮轨型面匹配不良问题均会影响旅客乘坐舒适度,甚至威胁动车组运行安全。上述轨道缺陷在实践运用中不易发现,但长期存在会造成轮轨接触关系极度恶化,严重影响车辆及轨道结构使用寿命。文中基于安装有连续测力轮对的高速铁路综合检测列车,在日常巡检中取得的覆盖全国高速线路的轮轨力实测数据,进行了深入的统计分析及现场对照,提出了一种全新的轨道缺陷评价方案,能够准确给出轨道缺陷类型、缺陷严重程度、具体里程等信息,为工务部门日常检修和维护提供了重要依据,在实践运用中效果良好。

关键词： 智能识别   小波包分解   车辆-轨道耦合动力学   扁疤检测  

摘要： 实现车轮扁疤损伤的早期识别,并跟踪其发展过程,是研发轨道交通故障智能识别系统的重要内容。目前相关研究着重于分析车轮扁疤激励对车辆和轨道系统相关部件的影响,以及如何在确保行车安全的条件下确定扁疤的安全限值,缺乏通过钢轨振动响应识别车轮扁疤机理的研究。因此基于车辆-轨道耦合动力学理论,通过动力学仿真计算得到车轮扁疤激励下,车辆系统和轨道系统的动力学响应。采用小波包分解算法,提取不同部件的垂向振动加速度的能量值作为评判指标,从能量特征的角度研究车轮扁疤冲击响应的评价方法。考虑了轮轨之间平顺、随机不平顺、以及叠加粗糙度3种激励状态,对车体、构架、轴箱、轮对以及钢轨的加速度时域信号特征和能量特征进行了对比分析。研究发现钢轨小波包能量值与扁疤深度之间具有线性递增关系,车轮扁疤冲击仅影响同侧钢轨的小波包能量值,因此可以利用钢轨振动响应的小波包能量值进行车轮扁疤检测。

关键词： 轮轨载荷   数字散斑图像   钢轨应力   ELM  

摘要： 快捷有效地进行轮轨垂向载荷检测对保障轨道车辆的服役可靠性与运行安全具有重要意义。现有轮轨载荷检测方法尽管能实现轮轨垂向载荷的有效检测,但其测量精度受传感器布设方案、系统标定的限制,仅能实现定点检测。因此,引入数字散斑图像相关技术,为轮轨垂向载荷的快速、非定点检测提供新的技术方案。为了实现钢轨轨侧应力场的非接触、快速测量,通过左右相机同步采集垂向载荷作用下的钢轨散斑图像序列,并通过图像相关理论模型进行变形前后子区像素点的匹配和应力场计算。为了利用数字散斑检测获得的钢轨轨侧应力分布进行轮轨垂向载荷的识别,提出一种基于极限学习机(ELM)的轮轨垂向载荷识别方法。该方法采用Workbench有限元软件建立钢轨的数值模型,通过数值模拟结果选取应力变化相对敏感的区域作为轮轨垂向载荷检测的兴趣域,基于应力场数据集和对应的载荷数据集设计ELM网络参数,进而实现轮轨垂向载荷的自动识别。为了验证提出的轮轨垂向载荷识别模型的有效性,搭建基于XT-DIC的轮轨垂向载荷数字散斑检测实验平台。实验结果表明,用Y和Z方向模应力输入的方式构建的ELM模型有着最佳的识别性能,其垂向载荷预测误差仅有5.357%。研究结果为轮轨垂向载荷的非定点快速检测提供了新的可靠途径。

关键词： 轨道交通   低地板轻轨   动力响应及车轮磨耗分析   车辆-轨道耦合动力学   摩擦系数  

摘要： 为了确保低地板轻轨车辆安全且平稳地运行,以某轻轨线路为依托,利用多体动力学软件UM(Universal Mechanism)建立了低地板轻轨车辆-轨道耦合动力学模型。选用LM磨耗型车轮踏面以及R50标准钢轨,以美国六级不平顺轨道谱作为线路激扰。基于Hertz及Kalker简化理论、Archard模型,进行不同摩擦系数共5个工况下车辆动力响应以及车轮磨耗变化规律的仿真分析。在此基础上进一步分析了4个不同运行里程阶段对应共96组车轮磨耗型面下轻轨车辆安全性指标的变化规律。研究了4个不同运行里程阶段对应的不同车轮磨耗型面下车辆过曲线时安全性指标随摩擦系数的变化情况。结果表明:脱轨系数、轮轴横向力、轮轨横向力、车体横向加速度受摩擦系数的影响较为显著,而轮重减载率、车体垂向加速度对摩擦系数的改变并不敏感。车轮磨耗深度随里程和摩擦系数的增加而增大,且相同工况下独立旋转车轮的磨耗情况更加严重。在车辆运行40000 km后,其轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数整体呈现随里程增加而增大的规律,而轮重减载率基本不受运行里程的影响。在不同摩擦系数及运行里程的叠加影响下,轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数的峰值出现的位置不同,而轮重减载率却始终处于较为稳定的状态。