关键词： 过山车轨道   轮轨耦合   强度分析   疲劳寿命  

摘要： 针对过山车轨道寿命预估难题,完成了基于轮轨耦合关系的过山车轨道寿命预估。首先在ADAMS中基于轮轨耦合进行仿真计算得到轮轨接触力,随后在ANSYS中建立过山车全轨道有限元模型并进行仿真计算,结果显示轨道螺旋段应力明显大于其他轨道单元段,轨道结构中枕轨应力集中现象突出,故以螺旋段枕轨应力最大处作为疲劳校核点。在获得疲劳校核点的应力-时间历程后运用雨流计数法提取循环载荷,最后采用基于疲劳损伤累积理论对轨道进行寿命预估。

关键词： 地铁车辆   刚柔耦合动力学   车轮多边形磨耗   轮轨力  

摘要： 动力学仿真是分析铁道车辆运行时各部件动态响应的主要研究手段之一。联合有限元软件ANSYS和动力学软件SIMPACK软件建立B型地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,模型考虑轮对和轨道不同建模方法,研究车轮多边形磨耗激励下不同模型轮轨动态相互作用的差异。结果表明:多刚体动力学模型与仅考虑轮对结构柔性动力学模型有效分析频率较低,仅为0~30 Hz,但计算速度快,建模流程简单;虽然考虑轨道结构柔性的动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型计算速度慢,建模流程相对复杂,但其计算结果更加准确。在分析轮轨中高频激励下的动态响应时,建议采用考虑轨道结构柔性动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型。

关键词： 地铁   车轨耦合动力学   功率谱密度   车轮不圆顺   轨道不平顺   钢轨粗糙度  

摘要： 轮轨动态输入激励直接影响车辆-轨道耦合模型的计算结果。目前在地铁列车环境振动振源研究中,大多只考虑了轨道不平顺的激励而忽略了车轮不圆顺的影响。为了构建地铁轮轨耦合不平顺激励、综合分析轨道不平顺以及车轮、钢轨的磨耗状态对轨道动力响应的影响,对一列地铁列车进行了车轮不圆顺的现场测试,同时对一段区间隧道内的轨道不平顺和钢轨粗糙度均进行了测试。基于车辆-轨道耦合频域解析模型计算了轨道动力响应,比较了不同轮轨激励模式对计算结果的影响。同时,在同一区间隧道内实测了钢轨振动响应,用以验证不同激励模式计算结果的准确性。结果表明:美国谱和Sato谱会低估车轮不圆顺典型波长控制频段的振动响应,从而难以准确获得8 Hz~200 Hz频段的振动响应;按能量叠加方法获得的轮轨耦合不平顺谱可反映完备的轮轨激励信息,以此作为激励,在8 Hz~200 Hz频段,可计算获得与实测值更相近的模拟计算结果。

关键词： 40m预制箱梁   提梁机   有限元分析  

摘要： 40 m大跨度箱梁建造技术是我国高速铁路建造的发展趋势,500 t轮轨式提梁机是专为40 m预制箱梁架设施工研究的大型起重设备,该提梁机可适用于国内时速为350 km/h、250 km/h铁路40 m及以下标准、非标箱梁的跨线提梁作业。介绍了500 t轮轨式提梁机的结构组成及主要性能参数,根据500 t轮轨式提梁机的使用工况及结构特点,对提梁机主结构计算进行了工况及载荷分析,并选取4个工况通过有限元软件对提梁机主结构进行了仿真计算,得到了提梁机主结构的应力分布及扰度值,验证了500 t轮轨式提梁机主结构的强度、刚度满足设计要求,为提梁机主结构的安全性提供了理论依据,并为类似结构设计、计算提供参考。

关键词： 车轮扁疤   轮轨接触   车线桥耦合振动   磨耗   高速铁路  

摘要： 基于车辆-轨道-桥梁相互作用理论和Archard材料磨损原理,建立高速车辆-轨道-箱梁桥耦合系统动力学模型,计算M2维护周期内含扁疤车轮轮轨磨耗深度分布,探讨含扁疤的轮轨磨耗演化对轮轨接触特性及车辆-轨道-桥梁系统动力学性能的影响。研究结果表明:随磨耗深度增大,含扁疤的磨损轮轨匹配时轮对横移引起的接触角、半径差变化越大;在踏面不发生二次擦伤时,初始微小扁疤随磨耗里程增大,其长度增大深度几乎不变,对车线桥耦合系统冲击作用减弱;含扁疤的磨损轮轨磨耗演化主要影响轮轨横向力;桥梁结构对磨损轮轨的磨耗演化较为敏感,建议以桥梁垂向振动加速度监测轮轨磨损状态。

关键词： 轮轨关系   等效锥度   接触带宽   钢轨廓形   磨耗车轮  

摘要： 在高速动车组的动力学试验中发现,车辆在跨线运行时构架横向谐波振动显著增大,该现象通常与车辆轮轨关系有直接的关联。通过对钢轨和车轮踏面进行测试来研究动车组实际轮轨接触关系,并基于不同线路钢轨和车轮踏面廓形存在的差异,分析轮轨接触关系出现差异的原因。分析结果表明,轮对横移量为0~3 mm范围内的等效锥度水平较大是造成车辆异常振动的原因;车轮踏面斜率的绝对值不同是造成不同车辆在匹配相同线路时接触关系存在差异的原因;钢轨轨头圆角高度和轨顶位置不同是造成动车组在跨线运行时接触关系不同的原因。因此,不同线路应精确控制钢轨廓形,避免钢轨轨头圆角高度和轨顶位置差异过大,从而改善动车组跨线运行时的轮轨接触关系,提高动车组的线路适应性。

关键词： 轮轨关系   滚动接触   非赫兹   曲面接触斑   轮轨磨损  

摘要： 当轮缘与轨距角发生接触时,不满足弹性半空间假设,此时采用CONTACT会产生较大误差。对CONTACT中法向间隙、刚性蠕滑率和影响因子进行修改使其可以考虑轮轨曲面接触斑。以S1002CN车轮踏面和CHN60钢轨型面为例,分别采用曲面算法和CONTACT计算轮轨接触斑面积和接触应力等,并对结果进行对比分析。结果表明:当踏面与轨顶接触或轮缘与轨距角呈凸面接触时,2种算法得到的接触斑面积和接触应力差异甚微;然而,当轮缘与轨距角发生共形接触时,以横移量7.77 mm为例,CONTACT得到的接触斑面积比曲面算法小9.5%,最大法向应力和切向应力均比曲面算法大34%。相较于平面算法,曲面算法可以更精确计算轮缘与轨距角发生共形接触时的接触应力,从而用于轮轨磨耗和滚动接触疲劳的研究。

关键词： 小半径曲线   轮轨界面摩擦管理   钢轨波磨   噪音控制  

摘要： 针对由于钢轨波磨及振动引起的列车运行过程中的噪音问题,根据钢轨波磨及噪音产生的机理,轮轨界面管理对钢轨波磨及噪音控制具有一定的作用。本文根据小半径曲线轮轨界面摩擦管理实例,通过不同阶段、不同状态下钢轨波磨发展趋势对比及噪音数据对比,明确轮轨界面管理的可行性及效果,为同行业进行钢轨波磨控制及整改提供一种参考方法。

关键词： 地铁   打磨标准   数值模拟   车辆-轨道耦合动力学   钢轨波磨   评价指标   轮重减载率  

摘要： 为明确曲线波磨地段地铁列车的降速原则与钢轨打磨限值,利用多刚体动力学软件UM建立车辆-轨道耦合模型,分析不同运行速度及波磨状态下的轮轨系统动力响应,从而明确波磨情况下的安全车速与不同波长下的钢轨打磨标准。研究结果显示:钢轨短波波磨会导致轮轨动力响应发生较大变化,致使车辆脱轨风险增大,运行安全性降低;波磨线路应降速至80 km/h以下;以轮重减载率与轮轨力为主要依据,提出了钢轨波磨波深打磨标准,建议波长为20~80、80~160、160~320 mm时的钢轨打磨限值分别为0.02、0.05、0.10 mm。