关键词： 城市轨道交通   直线感应电机   牵引能耗   仿真  

摘要： 直线电机轮轨交通系统牵引能耗高的缺点影响了这一新型城市轨道交通制式在我国的推广应用。本文研究了城市轨道交通系统能耗特征,介绍了国内外已运营直线电机轮轨交通系统的能耗状况,并对基于电机效率的牵引能耗对比研究、列车牵引能耗模拟比较研究、广州地铁4号线列车牵引能耗实测及模拟比较研究等多个直线电机轮轨交通系统牵引能耗研究成果和实测数据进行了比较分析。基于"完成相同运输任务"的比较原则,分别针对重庆地铁1号线地下线区段和高架线区段,进行了直线电机轮轨交通系统和旋转电机驱动轮轨交通系统的牵引能耗仿真计算。经综合比较研究,得出直线电机轮轨交通系统牵引能耗比旋转电机驱动轮轨交通系统高25%以上的结论。

关键词： 非稳态   滚动接触   塑性变形   棘轮效应   钢轨波磨   有限元法  

摘要： 利用有限元法,考虑材料反复滚压条件下棘轮效应和局部滑动的影响,研究了非稳态机车和车辆车轮载荷作用下轮轨滚动接触的弹塑性应力、应变和变形,进而分析了塑性流动型钢轨波浪形磨损的形成和发展过程以及波谷和波峰处材料的力学行为.结果表明:在非稳态载荷作用下,钢轨接触表面产生不均匀塑性变形引起的波磨,波磨发展速率呈衰减趋势,最终趋于稳定状态;在相同载荷下,与车辆车轮相比,机车车轮对钢轨波磨影响较大;波谷处的残余应力、应变和变形大于波峰处.

摘要： A methodology and a simulation tool to predict changes of wheel profiles due to wear have been developed. The methodology is based on a load collective concept, where a load collective determines a set of dynamic time-domain simulations that is chosen to expose the wheels to contacts with the rails that they are likely to encounter in the application at hand. In the load collective, the railway network is primarily discretisized based on the curve radius distribution. Key parameters are found by performing parametric studies, where the input load collective is varied. Track design geometry parameters and rail profiles are most important to vary in the load collective. The vehicle-track simulations are performed with the MBS (Multi-Body-System) tool GENSYS and the wheel-rail contact mechanics modelling is done with the Hertzian theory in combination with the simplified theory by Kalker (FASTSIM). Material removal, or the profile updating, must be performed iteratively since the wheel profiles affect the wheel- rail contacts and the vehicle-track response. A wear step is defined as one loop in the main programme and corresponds to a maximum wear depth on the wheel profiles and the pertinent simulated running distance of the vehicle. The maximum wear depth in each wear step has been set 2000 km of running distance. Archard's wear model is used. Wear due to braking has been estimated by introducing a factor that increase wear due to straight track running.

关键词： 高速列车   非线性振动   混沌运动   多尺度法   Galerkin方法   铁轨路基   机车车辆   振动耦合  

摘要： 发展高速列车是当今运输的趋势之一。高速列车的发展需要对线路和机车车辆系统的动力特性有全面、深入的理解，分析高速机车-轮轨耦合系统的非线性动力学响应，对机车运行的舒适性、安全性和平稳性有重大意义。\n (1)本文建立了一个新的高速机车-轮轨耦合系统垂向非线性动力学模型。通过分析轨道结构系统动力响应，认为其在机车车辆荷载作用下处于弹性工作状态，因此建模时将地基处理为弹性地基，铁轨简化为无限长欧拉梁，机车简化为在非线性弹簧支持下的移动荷载，铁轨的振动和机车的振动相互耦合。通过受力分析，利用哈密顿原理建立系统的动力学模型，得到的系统方程是相互耦合的常微分方程和偏微分非线性方程。\n (2)本文研究了系统的非线性动力学响应。首先对非线性动力学方程进行无量纲化，然后依次利用多尺度法和Galerkin法对系统的无量纲运动方程进行了摄动分析。查阅到的文献表明，机车的振动频率和铁轨路基的振动频率相等的时候以及机车振动频率是铁轨路基两倍的时候，振动将会明显加剧。因此，本文对系统进行了基本参数共振-1:11内共振和主参数共振-1/2亚谐共振的分析，得到系统的平均方程。利用数值方法得到了系统的波形图、平面相图和三维相图，分析了外激励对系统周期运动和混沌运动的影响。\n (3)对基本参数共振-1:1内共振和主参数共振-1/2亚谐共振的情况都进行了大量的数值计算。根据数值计算结果，相位图和波形图可直观发现系统的运动状态。根据计算结果，固定一组参数只改变激励时，在基本参数共振-1:1内共振情况下的变化规律是从周期到混沌，系统在取定一组参数只改变外激励α<,02>会出现：周期运动→二倍周期运动→四倍周期运动→八倍周期运动→多倍周期运动→混沌运动，这样一个过程。当共振情形为主参数共振-1/2亚谐共振时，发现系统存在着从概周期运动→混沌运动的现象。

关键词： 弹性蠕滑   弹性蠕滑率   双盘式渐开线仪   齿廓偏差  

摘要： 双盘式基准级渐开线仪中的轮轨存在弹性蠕滑现象,这种现象是否会对基准级渐开线齿廓偏差的检测造成影响,本文在理论上对弹性蠕滑进行了分析,计算了不同轴重情况下的弹性蠕滑率,并进行了实验验证。

关键词： 轮轨系统动力学   并行计算   加速比  

摘要： 对原有轮轨系统动力学串行程序的结构进行了剖析,提出了多种并行处理方法。针对轮轨系统振动方程组系数矩阵的特点,采用循环带状划分、计算与通信重叠、合并通信等技术编制了并行计算程序,曙光2000机上的数值试验表明LU分解法具有较高的加速比,WZ分解法具有较快的计算速度。并行计算技术拓展了轮轨系统动力学理论的应用范围。

关键词： 轮轨接触   Hertz理论   支持向量回归   函数逼近  

摘要： 空间轮轨接触是铁道车辆系统动力学仿真对象模型中的重要柔性环节,基于材料线弹性假设的Hertz理论,可以给出两弹性体一般接触的复杂的隐式非线性关系。支持向量回归是统计学习理论中提出的新一代学习算法,轮轨接触计算可以使用它离线学习到一个显式的非线性关系,其逼近精度和表示复杂度可得到很好的折中,有利于铁道车辆系统动力学仿真的在线计算。

关键词： 地铁   弹性钢轨扣件   轨道结构   轮轨作用力  

摘要： 采用弹性钢轨扣件是城市轨道交通轨道减振的最基本措施。为分析弹性钢轨扣件轨道的轮轨作用力,通过建立地铁车辆弹性扣件动力分析模型,分析了扣件刚度、列车运行速度等对轮轨作用力的影响。对于弹性钢轨扣件的轨道结构,合理降低扣件刚度,可减小轮轨动力冲击和扣件支点反力,提高减振效果。通过现场测试获得弹性扣件轨道的钢轨垂直力,验证了理论分析结果。

关键词： 非赫兹接触   轮轨接触   蠕滑力  

摘要： 以弹性半空间非赫兹接触理论计算轮轨法向接触问题,得到比较真实的法向压力分布。在此基础上,根据修正的FastSim算法计算了轮轨在单点接触、轮缘接触和单接触斑内两点接触情况下的蠕滑力。与CON-TACT的对比表明,修正的FastSim算法在计算轮缘接触时具有比较精确的结果,在计算单接触斑内两点接触时的精度相对于Shen-Hedrick-Elkins理论和FastSim算法均有较大的提高。基于修正的FastSim算法编制了便于风-列车-桥梁耦合分析应用的蠕滑力插值数表MFTTLM。

关键词： 测力轮对   轮轨力接触点   连续测量   神经网络  

摘要： 尽管轮轨力测量的测力轮对技术已相对成熟,轮轨作用点位置的测量却一直很困难。作用点位置的在线连续测量对脱轨机理的研究、机车车辆性能的研究有十分重要的意义。在常规测力轮对的基础上,增加一个电桥感应作用点位置的变化。采用神经网络拟合轮轨作用力位置变化与电桥输出间复杂的非线性映射关系,用不同作用点位置下各种横、垂向力的组合来训练神经网络,从而达到由电桥输出值得到作用点位置的目的。实验结果表明,网络不仅训练精度好,而且预测能力也令人满意。