关键词： 轮轨垂向力   轨道结构   弹性地基梁   连续测量   支承反力  

摘要： 现普遍采用的轮轨力测试方法一般是测力轮对法或根据我国规范测试轮轨力方法较为常用。测力轮对法虽然可以实现轮轨力在线连续测量,但需要安装专门的轮对,不便于现场普遍测试。按照测试规范进行测试又不能实现地面轮轨力连续测量。中国铁路交通具有运量大、车次频、速度越来越快等显著特征,在这样的背景下,研究出地面连续测量轮轨垂向力的方法对于保证列车运行安全具有普遍作用。从轨道结构力学方法入手,结合有限元结构计算,研究轨道结构受力形态和轨枕支承反力分布情况,进而研究地面连续测量轮轨垂向力的方法。

关键词： 碰撞   非线性   动力学   分岔   混沌  

摘要： 我国目前正处于高速铁路大发展的时期,但是,高速列车发展受到了许多动力学问题的阻碍.列车系统的动力学性能直接影响到列车允许的最高运行速度,其动力学性能的提高,给铁路工作者提出了一系列的研究课题,轮轨碰撞系统的研究就是其中重要的研究课题之一.本文针对高速列车轮轨碰撞系统问题展开深入研究,研究内容主要包括轮轨碰撞模型的建立,运用数值模拟方法研究轮轨碰撞系统的分岔及混沌运动.本文的目的是通过分析轮轨碰撞系统的动力学行为,为我国高速列车的开发研制提供理论基础.

关键词： 轮轨滚动接触   ALE   有限元   黏着   滚动圆半径   大功率机车  

摘要： 基于ALE(Arbitrary Lagrangian Eulerian)有限元建立稳态轮轨滚动接触的三维有限元模型。利用该模型计算和分析重载轮轨滚动接触的黏着特性,并研究不同速度等级对重载轮轨黏着蠕滑特性的影响。用该模型对重载大功率机车车轮在轨道上从制动、惰行到牵引过程进行计算,得到了这一过程中轮轨接触状态的变化规律和黏着特性曲线。在重载大功率机车从制动、惰行到牵引的过程中,轮轨纵向摩擦力由反方向饱和状态逐渐转变成牵引方向饱和状态,而轮轨横向摩擦力始终呈反对称性分布,其最大值位置先是逐渐靠近接触斑中心,然后又逐渐远离之;摩擦力矢量呈旋转分布,其方向从与运动方向相反逐渐变为与运动方向相同,其旋转中心从轮缘附近逐渐进入接触斑,随后又逐渐向轮缘一侧移动;当轮轨纵向蠕滑率较小(≤0.003)时,黏着力随纵向蠕滑率的增加而近似线性增加,但运行速度对此影响不大;进入大蠕滑率(>0.003)区域后,黏着力随蠕滑率的增加而减小,并且速度越高,黏着力降低得越快。

关键词： 槽型轨   独立轮对   动力仿真   对比分析  

摘要： 通过建立车辆-轨道动力学模型,对槽型轨及普通钢轨条件下,车辆曲线通过时的轮轨动力响应进行了仿真计算及对比分析。对比分析表明虽然Ri60轨条件下的轮轨横向力及脱轨系数较大,但由于其断面类型决定了其具有护轨功能,对于确保车辆安全有利;Ri60轨与CHN50轨条件下的轮轨磨耗基本相当,但槽型轨有利于轨道做铺面或绿化,因此对于敷设方式以地面为主的轻轨系统,采用槽型轨较为合理。

关键词： 激光表面离散处理   轮轨材料   磨合形貌   油介质   粘着性能  

摘要： 本论文通过调整脉冲YAG激光参数，对列车车轮材料CL60试样表面进行处理，形成了轮轨材料试样在油润滑条件下滚滑运动时稳定的增粘技术。本论文的研究主要分理论和技术两部分。在本论文的工作中，研制了一套脉冲激光离散式试样表面处理装置，进行了车轮材料的激光离散熔凝工艺的研究，进行了激光处理形貌对轮轨材料试样油润滑条件下粘着影响的机理研究，应用无量纲参数对试样的表面形貌进行表征，并着重分析了表征参数对油润滑条件下粘着的影响规律。\n 在激光表面离散熔凝处理工艺研究中，应用理论计算确定激光参数，发现激光功率密度处于汽化与熔化之间时既能避免汽化造成的凹陷、空穴、裂纹等现象，又能让材料充分吸收激光能量，并在有限的激光脉冲时间内得到足够深的处理深度。在激光离散处理工艺研究中，通过调整激光脉冲的功率、波形、脉宽实现了不同的表面形貌，确定了三种激光参数可以分别进行激光熔凝、激光吹气造型和激光微坑刻蚀，实现不同表面形貌的激光处理，并通过可控分布系统实现表面离散处理的不同分布。\n 在激光离散处理试样的磨合形貌研究中，首先改造了摩擦磨损试验机，使其能实现粘着系数的连续可调。在此基础上，进行了干摩擦条件下轮轨材料的磨合试验，研究了不同激光处理工艺处理试样磨合后的形貌特征，应用数值计算的方法分析了激光离散熔凝点的支撑作用对磨损的影响，并研究了不同分布参数的激光熔凝试样磨合后的条纹形貌。\n 在表面形貌对油介质下粘着系数影响的研究中，提出两个无量纲参数Sp和Gr来表征固体的表面形貌。Sp用来表征固体表面凸起的承载能力，Gr用来表征固体表面凸起的分布及纹理方向。试验研究并讨论了Sp和Gr对油介质下激光离散处理CL60试样与钢轨试样之间的粘着的影响。结果表明，激光离散处理后的车轮材料试样可以在多种速度及多种油介质下稳定的增加轮轨材料试样之间的粘着;表面凸起的承载能力与凸起的分布对液体介质条件下的粘着具有重大影响:在混合润滑范围内，随着Sp的增加，粘着随之增加;Gr越大，最大粘着系数随着Sp增大的速度越快;相同的粗糙度Ra情况下，Gr越大，粘着系数越大。另外，将假想表面作为参数进行混合弹流润滑的理论计算，分析了计算得到的固体承载的压力占总载荷的比例与Sp、 Gr之间的关系。

关键词： 高速铁路   轮轨噪声   气动噪声   声屏障  

摘要： 本文以高速铁路噪声为研究对象，综合应用有限元和边界元方法对轮轨的振动及声辐射特性进行研究，以轮轨相互作用理论和声辐射理论为基础建立轮轨滚动噪声预测模型，对轮轨噪声的影响因素进行分析，采用流体力学软件Fluent对高速列车气动噪声进行数值仿真，采用声学软件SYSNOISE对声屏障的隔声性能进行研究。\n 采用有限元软件ANSYS分析车轮和钢轨的振动模态，在此基础上对轮轨进行谐响应分析，将两者表面振动速度导入边界元软件SYSNOISE，得到轮轨的辐射声场。\n 对轮轨表面粗糙度谱的理论估计和现场实测方法进行了探讨，在对钢轨垂向和横向阻抗、车轮径向和轴向阻抗分析的基础上，采用Hertz接触理论考虑轮轨之间的耦合作用，推导轮轨的垂向和横向振动公式，结合振动噪声辐射理论，建立高速铁路轮轨滚动噪声预测模型，对不同工况下的高速铁路轮轨滚动噪声进行仿真计算，并与京沪高速铁路试验结果进行对比分析。\n 利用建立的轮轨滚动噪声预测模型，对高速铁路轮轨滚动噪声的影响因素进行分析，包括高速列车运行速度、列车轴数、受声点距轨道中心线距离、车轮参数（车轮直径、辐板厚度）、钢轨参数等。\n 针对高速铁路气动噪声的问题，运用空气动力学和声学的相关理论方法，结合高速列车运行的实际边界条件，建立高速列车远场气动噪声的理论预测公式，通过理论分析和数值计算，分析高速列车气动噪声的产生机理。利用Fluent流体分析软件计算高速列车外部流场，获得较为精确的车身表面脉动压力，采用宽频带噪声模型计算高速列车表面噪声源，最后利用基于Lighthill方程的声模拟法求解高速列车远场气动噪声，并与京沪高速铁路试验结果进行对比分析。\n 在声屏障隔声性能评价理论的基础上，采用声学软件SYSNOISE建立了声屏障的二维分析模型，在SYSNOISE中定义柱面波声源来代替线声源，得到有声屏障的条件下的声场分布，进一步分析声源频谱特性及声屏障的结构形式等对其隔声性能的影响。

关键词： 蛇形运动   轮轨   相互作用   重载铁路   动力学  

摘要： 该文针对重载铁路货车车辆,从大系统角度,研究了蛇形失稳时的轮轨动态相互作用特征,仿真计算了当货车车辆以高于其非线性临界速度运行时的轮轨系统振动姿态。理论分析结果表明,轮对蛇形运动时,轮轨接触点在车轮踏面与轮缘根部交替变化,导致轮轴横向力变化非常剧烈,最大值接近正常值的10倍。在轮轨横向力的作用下,轮对以11.25Hz频率在轨道中心线左右横向运动,幅度达到了15mm,且摇头角位移较大,轮对蛇形运动波长为3.4m;钢轨横向振动也非常明显,将进一步加剧轮对横向运动。另外,轮轨横向相互作用力及钢轨横向振动位移的主频与轮对蛇形频率一致。

关键词： 滑动速度   摩擦因数   轮轨滚动接触   有限元分析  

摘要： 使用与滑动速度相关的摩擦因数替代库伦摩擦定律中的常系数,结合mixed Lagrangian/Eulerian方法建立轮轨滚动接触有限元模型,分析牵引力主导的蠕滑工况下的干燥状态的轮轨滚动接触特性。通过与摩擦因数取值为常数的轮轨滚动接触分析结果对比发现:与滑动速度相关的摩擦因数对轮轨滚动接触最大接触应力和接触斑面积影响不大,均在1%以内;但是对轮轨接触斑内最大Mises应力、最大纵向切应力、最大横向切应力和最大等效塑性应变影响较大,特别是对最大纵向切应力影响幅度近20%;更需要引起注意的是对轮轨滚动接触摩擦力矢量分布和切向塑性应变分布影响明显,这对轮轨滚动接触疲劳损伤分析非常重要。

标准号: NS-EN 13232-3-2003+A1-2011

关键词： 润滑脂   剖析   矿物油   铁路轮轨  

摘要： 采用IR、XRD、SEM-EDS等手段,对常用铁路轮轨润滑脂进行剖析,得到润滑脂的基础油种类和添加剂组成。研制一种新型铁路轮轨润滑脂,并与常用铁路轮轨润滑脂的性能进行比较。结果表明:研制的润滑脂的最大无卡咬负荷为863 N,比常用铁路轮轨润滑脂的大一倍多,其摩擦因数为0.008～0.032,明显小于常用铁路轮轨润滑脂的0.039～0.051,但烧结负荷小于常用铁路轮轨润滑脂;研制的润滑脂具有更好的胶体稳定性和耐热性。