关键词： 货车系统   动力学仿真   轮轨磨耗   径向转向架   交叉支撑转向架  

摘要： 随着铁路运量增加,大功率机车和大型货车投入运用,轮轨磨损日益严重。在直线钢轨磨耗加大的同时,钢轨侧磨也从小半径曲线扩大到较大半径曲线,磨损范围和磨损率都在增加。货车由于轴重大,数量多,造成的轮轨磨耗占有很大的比例,尤其是重载干线、运煤干线上轮轨磨耗非常严重,已成为一个亟待解决的问题。 解决转向架曲线通过性能和横向稳定性之间的矛盾一直是车辆系统动力学长期研究的课题,采用常规转向架无法同时满足二者的要求。径向转向架能在保持较高稳定性的同时,具有良好的曲线通过性能,减小冲角,降低轮轨磨耗,轮轨动力作用及能量消耗,有利环保。因此,研究和发展货车径向转向架对提高我国铁路的运输效率,实现高速重载的目标具有现实意义。 本文从蠕滑导向机理出发,建立副构架自导向径向转向架的动力学模型,讨论了径向转向架的设计原则;针对货车转向架的特征,应用多体动力学仿真软件SIMPACK建立三大件模式的副构架自导向径向转向架及迫导向径向转向架,侧架交叉支撑转向架的非线性动力学仿真模型;研究了副构架自导向径向转向架直线稳定性,平稳性,通过局部不平顺的安全性及轮轨相互作用等动力学特性;采用不同的轮轨磨耗评定方法并结合同传统交叉支撑转向架的对比分析,研究大轴重条件下直线轮轨踏面磨耗和转向架结构及悬挂参数对轮轨曲线磨耗的影响,得出径向转向架降低轮轨磨耗的作用机理和主要影响因素;分析和比较了曲线半径、超高、轨底坡、轨距和圆顺度等线路技术参数及轮轨润滑等降低轮轨磨耗的线路减磨措施对转向架轮轨磨耗的影响,讨论径向转向架的使用条件和适用范围,从降低径向转向架轮轨磨耗的角度为曲线轨道参数的设置提供理论依据。

关键词： 轮轨接触   钢轨接头   应力   接触冲击   有限元方法  

摘要： 钢轨接头是铁路线路三大薄弱环节之一。随着列车速度和轴重的提高和行车密度的加大，钢轨接头的损伤也随之加剧。接触应力分析是接触疲劳破坏机理研究的基础。本文主要研究钢轨接头处的接触应力，其结果可作为今后研究钢轨接头处接触疲劳破坏的依据。 本文主要分别从静态和动态来研究钢轨接头处的接触应力： (1) 基于传统的钢轨接头(用两个夹板和六个螺栓连接钢轨)，利用大型有限元软件ANSYS建立钢轨接头处二维、三维静态弹塑性有限元模型。在三维模型中，考虑了多体接触问题，即考虑了车轮与钢轨、钢轨与夹板、夹板与螺栓和螺栓与钢轨之间的接触。计算钢轨轨头处的接触应力，研究接触点到轨端的距离、轴重以及接头螺栓预紧力对轨头处接触压力、应力、应变和变形的影响。 (2) 基于传统的钢轨接头，建立钢轨错牙接头处三维动态弹塑性有限元模型，模型中考虑多体间动态接触，结合ANSYS隐式和ANSYS／LS-DYNA显式程序，仿真计算车轮冲击钢轨轨头的过程。研究车速、轴重和错牙接头高度差对钢轨轨头处接触应力的影响。 由轮轨接触静力计算结果发现： (1) 接触压力和接触斑随轮轨接触点距轨端距离的减小而增大，同时也随轴重的增大而增大。 (2) Mises等效应力σ和最大主剪应力τ随轮轨接触点距轨端距离的减小而增大，随轴重的增大呈线性增大。 (3) 钢轨轨头处等效应力的影响区域和塑性区随轮轨接触点距轨端距离的减小而增大，也随轴重的增大而增大。 (4) 钢轨螺栓孔处的应力随螺栓扭矩的增大而增大。 由轮轨接触冲击计算结果发现： (1) 当车轮冲击钢轨错牙接头时，轮轨间的最大垂向接触力大约是静态轮载荷的4.7倍。此最大接触力为高频瞬态冲击力，主要作用在钢轨上，尤其在钢轨接头处的轨面上。 (2) 当车轮冲击钢轨错牙接头时，最大等效应力和最大塑性应变都发生在钢轨轨端表面处。 (3) 当车轮冲击钢轨错牙接头时，最大垂向接触力、等效应力、最大主

关键词： 世界高速铁路   铁路营业里程   铁路运输业   铁路网建设   总长   运营   线路   统计   日本   轮轨   国家   分布   东京   地区   大阪  

摘要： 自1964年日本建成世界上第一条高速铁路东京至大阪高速铁路,40多年来,高速铁路从无到有,迅速发展.据不完全统计,截至2005年12月,全世界运营中的高速铁路营业里程总长达6 393 km,这些线路分布在10个国家和地区.21世纪的铁路运输业将会出现轮轨系高速铁路的全面发展,全球性高速铁路网建设的时期已经到来.

关键词： 轮轨力   测力轮对   信号放大电路   单片机  

摘要： 轮对是机车走行部的重要部件,是影响列车安全运行的主要因素之一。轮轨力测量是车辆动力学理论与实践的重要环节,测力轮对是测量轮轨力最直接最准确的方法。用铁路机车车辆的轮对作为力传感器来测量轮轨间的相互作用力的方法,是所有轮轨力方法中测量精度最高的方法。在评估铁路机车车辆的动力学性能及轮轨磨耗时,在脱轨等的实验研究中,任何方法都取代不了测力轮对。 用测力轮对对作用在轮对上的横向力和垂向力进行连续测量,在信号采集传输处理环节上传统的做法是将应变片传感器的应变电信号输出通过集流环传出来,然后再经过放大器、模数转换、最后交由上位计算机处理。论文将目前成熟的单片机技术应用在测力轮对上,利用单片机使信号放大、模数转换和数据处理环节全部集中到测力轮对一侧,只将计算结果传给上位机。使整个检测系统减少布线量、系统抗干扰能力大大增强,提高测量精度。 论文首先概括介绍了整个系统的组成,并由此提出了整个论文的主要工作。在对测力轮对辐板受力后的应变进行理论分析后,论文介绍了贴片点位置的选择和组成合理桥路的方法。之后对检测系统的电路设计及硬件的选型包括模拟接口电路、单片机系统设计及上下位机间的通信实现,单片机和上位机的程序设计进行了说明。最后介绍采用本测试系统的试验结果与传统做法的比较情况及进行误差分析。

关键词： 轮轨接触   接触应力   基准载荷   港口机械   应力分析   临界接触应力   机械工程  

摘要： 轮轨接触是港口机械运行机构中最基本而复杂的一个问题。轮轨接触应力分析以及许用接触应力的设定则是研究港口机械轮轨关系的基础，也是进一步研究港口机械车轮基准载荷的理论依据。因此，正确分析轮轨之间的接触应力、正确设定临界接触应力对提高港口机械运行机构的安全性与经济性都具有重要意义。\n 本文从工程应用出发，对港口机械运行机构中车轮与轨道的滚动接触状态进行研究，将研究性失效模型分析与工程性失效模型分析结合起来，以工程性失效模型逼进研究性失效模型的二维假定与结果，确定研究性失效模型的二维假定在工程实际中的有效性。同时寻求弹塑性状态下的轮轨接触设计许用限值，根据此限定值确定出港口机械运行机构轮轨接触基准载荷。

关键词： 客运专线   轮轨技术   分析   建议  

摘要： 从车轮内侧距、最小轮缘厚、车轮踏面外形、轨底坡4个轮轨系统技术参数入手对我国客运专线相关轮轨技术参数进行浅析,提出建议。

关键词： 车桥耦合振动   轮轨力   钢桁梁桥   横向刚度   空间振动   计算机仿真  

摘要： 随着行车速度的不断提高、交通密度的日益增加、荷载的逐渐加重，车辆与桥梁结构的动力相互作用越来越受到人们的重视。轮轨力是车辆系统动力学中最为重要的指标之一，直接关系到车辆动力性能。因此，准确地模拟计算车辆在桥上运行时的轮轨力是对车辆在桥上行车安全进行正确评价的前提条件。本文着重对车辆在80m钢桁梁桥上运行时的轮轨力进行了研究。\n 首先，根据车桥耦合的相关理论，建立了车辆的计算模型及运动方程。通过轮轨的几何相容条件和相互作用力平衡条件将车辆和桥梁两个子系统进行耦合，得到车桥系统的计算模型和运动方程，并编写了车桥空间振动分析的计算机仿真程序。\n 其次，以80m钢桁梁桥为例，分析了8辆相同参数的德国ICE拖车过桥时轮轨力的变化规律，以及各种因素对轮轨力的影响。结果表明：在相同的速度和轨道不平顾下，车辆在桥上的横向和竖向轮轨力均比路基上的大；随着行车速度的提高，横向和竖向轮轨力亦随之增大，轮轨力与车速的关系并不是完全线性的；轨道不平顺幅值对轮轨力的影响较大，随着幅值的增加，相应的轮轨力亦增大；在桥上运行时，LM型踏面引起轮轨力均较之TB型踏面大，但在路基上，两者并没有显著差异；当通过增加桥门架刚度来增加桥梁刚度时，横向轮轨力略有减少，竖向轮轨力几乎不受影响；随着车辆一系纵向刚度的增加，横向轮轨力不断上升，当纵向刚度大于15MN/m时，横向轮轨力保持在30kN左右；横向轮轨力随车辆一系横向刚度几乎成线性增长，但增长速度不快；当车辆二系横向刚度增加，对横向轮轨力的影响不是很大。

关键词： 机车   径向转向架   冲角   测试系统  

摘要： 简要介绍了轮轨冲角测试系统研究的技术背景、内容及目标;重点介绍了机车轮轨冲角测试系统的原理、结构、特点及应用情况。

关键词： 高速铁路   轮轨噪声   控制  

摘要： 高速铁路的发展,列车速度的提高使铁路噪声污染也急剧增加,不可避免地对人类生活带来了极大的负面影响,因此,发展高速铁路必须考虑噪声问题。笔者从噪声对人类产生的负面影响入手,分析了高速铁路噪声产生的原理,论述了轮轨噪声的组成及各组成部分对轮轨噪声的贡献程度。结合铁路噪声的评价指标,借鉴国内外相关经验,分别从轨道结构和车辆两方面详细阐述了控制轮轨噪声的措施。并总结了为了控制轮轨噪声,今后应重点发展的方向和重视的问题,对降低高速铁路轮轨噪声具有一定的指导意义。

关键词： 钢轨接头   轨缝值   行车速度   垂向振动  

摘要： 为了分析轨缝值与行车速度对车辆通过钢轨接头时产生的振动与噪声的影响程度,利用有限元方法,建立了车辆—轨道垂向耦合动力计算模型;该模型的车辆采用整车模型,共10个自由度;轨道结构采用3层弹性点支承有限长欧拉梁模型,共402个自由度;系统的激励大小可由轨缝值和行车速度推导出来,并运用赫兹非线性接触理论计算轮轨之间的相互作用力。采用该模型,结合快速显式迭代积分法和MATLAB6.5强大的矩阵分析功能,对不同轨缝值和车辆行驶速度条件下钢轨接头的动力响应进行了计算,为减振降噪提供理论依据。