关键词： 踏面缺陷   故障检测   神经网络   目标检测  

摘要： 轮对是铁路车辆走行部的重要组件,轮对踏面损伤检测是列车检修的重要项目,然而,由于采样设备不统一和采样环境不确定,常导致踏面损伤检测数据集掺杂暗照度图像,使得微小踏面损伤难以充分识别。针对上述问题,文章提出一种集成式部分卷积网络的轮轨踏面缺陷识别方法 (I-PCNet)。该方法设计了一种稠密暗照度自校正网络(D-SCNet),将该模块拼接在识别模型的首层,以期在提取特征之前对暗照度样本进行自校正,以突出更多细节特征;考虑到微小轮对损伤难以准确识别的问题,提出一种增量式检测方法(E-ASFF);为进一步轻量化模型,引入一种部分卷积网络(P-Conv)技术,设计了轻量化主干网络(FasterNet);为更好地集成所提的多种策略,提高检测模型对样本的聚焦程度,设计了新型损失函数,并对其原理进行了说明。试验表明,在实际轮轨踏面数据集上,文章所提的策略优于传统踏面缺陷检测算法。此外,通过对比试验、可视化分析和泛化试验,进一步验证了文章所提方法的有效性和普适性。

关键词： 2万吨重载组合列车   机车   车钩自由角   车钩摆角  

摘要： 针对2万吨重载组合列车中部机车的运行安全性问题,基于102型机车车钩结构特性,建立“1+1”编组形式的重载组合列车动力学模型,探究车钩自由角对轮轨动态相互作用的影响规律。此外,结合机车轮轴横向力的限值,进一步分析不同线路条件下机车的抗压钩能力。计算结果表明:2万吨重载组合列车的中部机车在纵向压钩力作用下,车钩自由角的大小对列车运行安全性指标有显著影响,列车各项运行安全性指标随着车钩自由角增加而显著增大;在直线制动工况下,且当机车车钩自由角达8°时,压钩力超过800 kN将导致轮轴横向力超限;在R300m小半径曲线制动工况下,车钩自由角达7°时,压钩力600 kN将导致机车轮轴横向力超限。因此,合理控制车钩自由角,同时降低列车运行时的纵向冲动对保障列车安全运行具有重大意义。

关键词： 更高速铁路   轮轨滚动接触   中/短波不平顺   轮轨脱离   临界限值   显式有限元  

摘要： 简述轮轨滚动接触行为预测方法现状的基础上,选择最适于400 km/h及以上更高速和中/短波不平顺激励下轮轨“滚-滑-跳”接触行为分析的瞬态滚动接触显式有限元建模方法,建立更高速轮轨三维瞬态滚动接触时域分析模型,数值模拟了轮对在典型曲线轨道上的瞬态曲线通过行为。根据现营高速轮轨的中/短波不平顺调研,以波长30~210 mm钢轨波磨为典型不平顺,考虑波磨激励下左右两侧轮轨动力作用相互影响,分析波磨几何等因素对速度500 km/h及以下轮轨瞬态“滚-滑-跳”接触行为的影响。考虑低、中频动力减载等因素的前提下,仅从轮轨接触脱离角度,提出轮轨中/短波不平顺的临界管理限值建议,讨论其重要性、合理性和应用局限,并与《高速铁路钢轨打磨管理办法》规定的波磨整治限度进行对比。

关键词： 声学   轨式输送机   噪声预测   多项式曲面拟合   局部离群因子算法   秃鹰搜索算法  

摘要： 针对轨式输送机运行中产生的噪声污染问题,基于通过现场试验采集的噪声数据,提出一种基于参数优化多项式曲面拟合的轨式输送机轮轨噪声建模方法。根据均值和最大值筛选出异常数组,采用局部离群因子算法检测异常数组中的异常数据并替换。选取预处理后数据的最大值,以残差平方和最小值为目标函数,利用秃鹰搜索算法建立不同位置处轨式输送机轮轨噪声预测模型,揭示距离和速度对噪声的影响规律。分析结果表明:在轨式输送机机头、中间、机尾3个位置处模型拟合度达到0.9以上,模型预测值与实测值的误差小于0.7dB(A),模型吻合度较好;在距离和速度的影响下,机头处噪声高于机尾处噪声且变化趋势基本一致;中间处噪声低于机头与机尾处噪声且随速度与距离的增加呈二次曲线型变化。该研究成果可为轨式输送机噪声控制提供理论依据。

关键词： 钢轨探伤   防冻液   轮轨黏着系数   制动距离  

摘要： 本文从防冻液浓度对轮轨黏着系数的影响、天气条件对防冻液浓度的影响两个方面进行了模拟试验分析。通过试验分析,确认防冻液在自然天气条件下会发生浓度的变化,且随着防冻液浓度的增加,黏着系数呈现明显的下降趋势,二者成反比关系,黏着系数的变化进而影响轨道车辆的制动距离。

关键词： 重载机车   刚柔耦合   轮轨谐波磨耗   柔性轮轨   动力学性能  

摘要： 为研究轮轨谐波磨耗对重载电力机车动力学特性的影响，以某六轴重载电力机车为研究对象，用Ansys和Simpack软件建立该机车的刚柔耦合动力学模型，并验证其建模准确性，分析轮轨的固有频率和振型；选取典型车轮谐波磨耗和钢轨波磨，对比分析4种模型在4种磨耗下的最大轮轨力变化规律以及基于柔性轮轨、在轮轨磨耗综合作用下对机车动力学特性的影响。结果表明：（1）在相同仿真模型下，相比无轮轨磨耗、轮对磨耗和钢轨波磨来说，轮轨谐波磨耗的垂向轮轨力更大，如在柔性轮轨模型下，其最大垂向轮轨力分别增加了36.52%、30.55%、3.13%；（2）在激扰频率接近轨道的固有频率时，柔性轨道的最大垂向轮轨力比刚性轨道大，如在轮轨谐波磨耗下，柔性轨道比刚性轮轨的最大轮轨垂向力大13.27%；（3）通过分析不同磨耗值下的机车动力学特性发现，钢轨波磨波长、波深和行车速度变化对其影响显著，而车轮谐波磨耗的幅值变化对其影响较小。因此，为增加电力机车部件的寿命和改善其动力学特性，在机车经过钢轨波磨高发路段时，应减速行驶，在对线路进行维修保养时，应及时对钢轨进行打磨和更换。

关键词： 地铁车辆   轴箱内置转向架   动力学性能   轮轨磨耗   仿真分析  

摘要： 随着城市化进程的加快，地铁线路逐年增加，地铁车辆服役过程中的动力学问题和车轮磨耗问题不断涌现。为了探究传统的轴箱外置型和轴箱内置型地铁车辆的动力学性能及轮轨磨耗差异，使用SIMPACK建立了轴箱内置型和轴箱外置型两种地铁车辆模型。结合线路运行条件和车辆结构特点，根据EN14363:2016标准分析了两种车辆在直线、小半径曲线和大半径曲线线路条件下的车辆动力学性能，以及车辆的静态抗扭曲性能；利用Jendel磨耗模型对轴箱内置和轴箱外置地铁车辆的轮轨磨耗进行了仿真分析。结果表明；两种车辆模型在直线和曲线上的动力学性能均满足标准要求，在两种扭曲线路上的抗扭曲性良好。与轴箱外置型车辆相比较，在直线线路上，轴箱内置型车辆的车体横向加速度最多降低16%，车轮导向力最多降低41%；在小半径曲线线路上，横向加速度可降低8%，车轮导向力可降低49%，车轮磨耗量降低40%，钢轨磨耗量降低37%；在大半径曲线线路上，横向加速度可降低20%，车轮导向力可降低38%，车轮磨耗量降低21%，钢轨磨耗量降低33%。文章研究的轴箱内置型地铁车辆符合EN 14363:2016标准，并且与传统轴箱外置型转向架相比，其车体横向加速度、车轮导向力、轮轨磨耗都得到了改善，可以为轴箱内置地铁车辆的设计和运维提供依据。

关键词： Matlab/Simulink   传动系统   连接参数   黏着稳定性  

摘要： 基于国内某型高速列车传动系统参数,利用Matlab/Simulink软件,建立了单轮对传动系统动力学模型,并基于该模型,研究轮轨黏着稳定特性及传动系统连接参数对黏着稳定性的影响。结果表明,轮轨黏着稳定性与速度和蠕滑率有关;电机输出轴采用实心轴比空心轴轮轨黏着稳定性更好,适当增大齿轮箱吊挂刚度有助于轮轨黏着稳定性。

关键词： 制动系统   黏滑振动   摩擦块形状   参数辨识   高速列车  

摘要： 制动盘与摩擦块之间相互摩擦引起的黏滑振动直接影响高速列车制动系统的稳定性并威胁车辆安全运行.为探明摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响,本文中针对高速列车制动系统常用的五边形和六边形摩擦块,在相对低速条件下开展了盘-块黏滑振动试验,辨识了盘-块界面的Stribeck摩擦参数,揭示了摩擦块形状、摩擦系数和盘-块界面黏滑振动之间的关系.进一步,建立了考虑盘-块摩擦、轮-轨黏着及轮-盘扭转的高速列车制动系统动力学模型,并将辨识的Stribeck摩擦参数集成到该动力学模型中,构建了盘-块界面摩擦特征与制动系统动态响应之间的关联.基于此,研究了摩擦块形状对高速列车制动系统黏滑振动的影响.结果表明,摩擦块形状通过改变盘-块界面摩擦特征,影响制动系统的黏滑振动响应及稳定性.此外,相比五边形摩擦块,采用六边形摩擦块制动系统的黏滑振动强度更低.

关键词： 轮轨滚动接触疲劳   剥离   疲劳失效   断裂  

摘要： 针对提升车轮使用安全性的需求,分析轮轨滚动接触疲劳的形成原因,阐述轮轨滚动接触疲劳的主要损伤类型,提出轮轨滚动接触疲劳失效问题的应对策略。旨在减少疲劳损伤,延长车轮的使用寿命,为解决我国铁路列车轮轨滚动接触疲劳的问题提供理论依据和实践方案,同时也为轨道交通行业的可持续发展提供参考。