关键词： 高速列车   扁疤   轮轨动力响应  

摘要： 本文采用多体动力学软件建立了考虑轨道及扣件系统车辆-轨道耦合模型,分析了不同扁疤模型、不同扁疤长度、不同车速下的车轨动力响应,结果表明:(1)对于二维扁疤模型,随着车速的增加,轮轨冲击速度先增大后减小,之后基本保持不变,产生最大冲击速度的临界车辆速度约为20 km/h;(2)对于二维和三维扁疤模型,随着车轮扁疤长度的增加,轮轨冲击速度、轮轨垂向力基本呈线性增大;(3)相同扁疤长度下,随着车速的增加,轮轨垂向力及扣件垂向力先增大后减小,并且在车速10~50 km/h范围内存在峰值,该峰值与扁疤二维模型仿真结果相对应,但是在速度较高情况下(150~200 km/h)还会出现一个峰值,且此峰值为轮轨垂向力及扣件垂向力最大值出现位置;(4)在扁疤长度为70 mm时的轮轨垂向力最大值及轮轨垂向力与静轮重比值均明显较大,必须以标准、规范等文件对扁疤长度进行限制。

关键词： 城市轨道交通   轮轨关系   检测技术  

摘要： 近些年来,随着我国城市轨道交通事业的快速发展,地铁列车的运行量逐渐增加,钢轨的磨损也越来越重,轮轨关系成为城市轨道交通的基本问题,轮轨匹配状态是影响车辆 运行稳定性的因素, 同时也影响着地铁运行的安全和带给乘客的舒适程度。本文讲述了轮轨关系的现状及存在的问题,对城市轨道交通轮轨关系研究现状及检测技术进行了概述,也对今后在城市轨道交通轮轨关系仿方面的研究进行了展望。

关键词： 车轮多边形   轴箱垂向加速度   轮轨垂向力   不圆时变率   动力特性  

摘要： 基于ANSYS有限元分析软件和SIMPACK动力学软件建立考虑轨道和轮对柔性的地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,以地铁运营过程中常出现的低阶多边形和高阶多边形磨耗作为输入,研究不同速度下车轮多边形磨耗对轮轨系统动力特性的影响规律。研究结果表明:当车轮多边形激振频率在60~95 Hz频段内时,不圆时变率与轴箱垂向加速度之间具有较强的线性相关性;当多边形激振频率在P2共振频率附近时,不圆时变率与轮轨垂向力之间具有较强的线性相关性。在对车轮多边形进行状态监控时,可考虑在一定频段内利用轴箱垂向加速度和轮轨垂向力来评估车轮多边形的磨耗状态。

关键词： 轮轴弯曲   轴箱内、外置   轮轨接触   接触应力   Von-Mises等效应力  

摘要： 建立三维轮轨接触有限元模型和考虑轮轴弯曲的轮轨空间接触模型,分析轴箱内、外置车辆因轮轴弯曲引起的轮轨接触参数变化规律;采用Hertz接触理论和有限元模型分别求解轮轨接触应力。研究结果表明:随轴重增加,因轮轴弯曲引起的车轮偏角会不断增加,轮对内侧距会随之发生改变,最大变化量不超过2 mm;当轮对横移量分别为[0,6) mm和(9,12] mm时,轮轴弯曲对轮轨接触参数的影响较小;当轮对横移量为[6,9] mm时,轮轴弯曲会导致轮轨接触点位置、等效锥度发生相对明显的变化;当轮对横移量在[0,6] mm内时,轴箱内置和外置车辆计算得到的接触斑形状都近似为椭圆形,Von-Mises等效应力、接触应力大小基本相等。通过与Hertz接触理论比较可知,有限元模型能反映轮轨接触的实际情况。

关键词： 高速车辆   车轮多边形   轮轨接触   磨耗功  

摘要： 既有车轮多边形问题研究中,通常将同一轮对两侧车轮圆周视为相同轮廓,然而现场实测发现,同一轮对两侧车轮圆周在整个镟修周期内常处于相异状态。结合实测数据对轮对两侧车轮圆周状态进行归类划分;建立车辆‑轨道耦合系统动力学模型,分析轮对两侧车轮圆周状态对轮轨动态响应的影响。结果表明,依据实测数据和离散傅里叶变换结果,理论上将轮对两侧车轮圆周状态分为同阶同幅、同阶异幅、异阶同幅、异阶异幅和单侧非圆;轮对两侧车轮之间的相互作用对轮轨接触特性影响微弱,对轮轨蠕滑特性影响较为明显,对轮轨磨耗的影响显著;同阶状态导致车轮圆周磨耗以整倍阶次发展,异阶状态导致车轮圆周磨耗出现多个显著阶次,包括自身阶次、另一侧车轮阶次、两侧车轮阶次之和以及高阶次的整倍数阶次。结果可为高速列车车轮多边形形成机理的探究提供参考。

关键词： 轨道交通   轮轨擦伤   空转滑行  

摘要： 为进一步分析轮轨擦伤产生原因,文章针对某城市轨道交通运营线路多处钢轨擦伤情况进行技术原理和故障数据分析。结果表明:当轮轨之间黏着系数不满足当前黏着系数要求时,电动客车动轴将迅速出现较大空转滑行,使轮轨之间发生严重的摩擦现象,导致轮轨擦伤。当电动客车正常运行时,如风险识别不当,将造成轮轨之间黏着系数不满足当前所需黏着系数,从而导致轮轨严重擦伤。文章针对此类风险情况给出了相应建议,为改善轮轨关系,延长轮轨使用寿命提供了依据。

关键词： 电弧   胶粘绝缘节   相变   碳化  

摘要： 高速列车经过站内牵引回流切断点时,牵引回流电流会短暂断开,此时在轮轨处会形成拉弧,电弧高温会使胶粘绝缘节碳化,导致其无法满足轨道电路绝缘的要求。为此基于Hertz接触理论及电接触理论,分析轮轨接触斑点上电压分布情况,并求解得到相应电压等级的电弧温度分布,分析绝缘节的碳化规律。结果表明,当轮轨电压达到20V时,电弧中心温度为97 K,说明20 V时不产生电弧,绝缘节此时并未发生碳化;当轮轨电压达到80.77 V时,绝缘节温度为1.369×10^(3)K,绝缘节碳化率达到100%。

关键词： 轮轨振动   钢轨波磨   有限元理论   固有频率   谐响应分析  

摘要： 针对某地铁短枕式整体道床轨道出现的钢轨波磨问题,开展波磨状态的现场测试,获得波磨特征参数。基于有限元理论建立轮对模型、轨道模型、单轮对-轨道模型和双轮对-轨道模型,采用谐响应分析验证模型的正确性。通过对比4种模型的固有频率以及振型特征,明确适用于钢轨波磨成因分析的理论模型。研究钢轨波磨成因与轮轨系统振动特征之间的内在联系,分析转向架轴距及扣件刚度对钢轨波磨波长及幅值的影响。研究结果表明:当钢轨波磨主、次波长分别为50 mm和315 mm时,对应的波磨通过频率为472 Hz和75 Hz;双轮对-轨道模型由于考虑了轮轨之间的相互作用以及钢轨振动波的反射,对于波磨通过频率处的轮轨系统振动特征描述更为全面,更适用于钢轨波磨成因的分析;主波长波磨的产生主要与轮轴的垂、纵向二阶弯曲振动以及两轮对之间钢轨的三阶弯曲振动有关;次波长波磨的产生主要与轮轨系统的P2共振有关;转向架轴距的增大仅会导致由钢轨横向弯曲振动引起的波磨波长增大,对由轮轴垂向、纵向振动及P2共振引起的波磨波长几乎无影响;扣件刚度的增大仅会导致由P2共振引起的波磨波长减小,对由轮轴垂向、纵向振动及轮对之间钢轨横向弯曲振动引起的波磨波长几乎无影响;钢轨波磨幅值随转向架轴距增大呈现波动趋势,但随扣件刚度增大而减小。

关键词： DCAE-CNN   高铁轮轨   轮轨关系   关系检测   自动化检测  

摘要： 在高噪声环境下,高铁轮轨关系分析准确率较低,难以达到用户要求,对此,基于DCAE-CNN提出了一种新的高铁轮轨关系自动化检测方法,同时检测轮轨高频振动数据、弹条共振数据、轮重满载率、直尖轨受力数据,来确定高铁轮轨关系,分析高铁轮轨之间的作用力。基于DACE-CNN结构建立神经网络,在高速条件下进行轨道数据采集、轮轨关系检测、轨道几何尺寸测量、轨道线路质量评估、受电弓数据集成、信号源处理等,实现高速列车轮轨关系的匹配。实验结果表明,基于DCAE-CNN的高铁轮轨关系自动化检测方法的数据集检测准确率超过98%,检测能力较强,保证高铁轮轨关系符合要求。

关键词： 轮轨法向接触   弹塑性模型   理论分析   力学响应  

摘要： 基于Hertz接触理论和双线性强化模型,建立了轮轨法向接触弹塑性理论分析模型,分析了轮轨法向接触力学响应特征,讨论了轴重对接触压力和接触变形的影响规律.同时,基于三维轮轨接触有限元模型模拟了轮轨接触力学行为,并引入理论误差系数分析了弹性模型和双线性强化模型对轮轨接触力学响应预测结果的差异性.结果表明,轮轨最大接触压力和接触变形量均随轴重的增大而增大;双线性强化模型的理论误差系数较小,采用双线性强化分析模型能较准确地预测轮轨接触弹塑性力学行为.研究结果可为轮轨系统安全服役和损伤评估提供理论和技术支持.