关键词： 动车组   车轮磨耗   轮轨接触关系   车辆动力学   等效锥度   临界速度   极限环分岔  

摘要： 基于京沪高铁运营的某型动车组1号车8个车轮的64组车轮型面及构架和车体振动加速度在车轮1个镟修周期内的跟踪测试结果,建立并验证高速车辆动力学分析模型,研究实测型面车轮与实测廓形钢轨匹配时轮轨接触点分布、等效锥度曲线、轮轨接触带宽等轮轨非线性特征随车轮镟后运行里程的变化规律。采用非线性稳定性及蛇行失稳极限环分析方法,从蛇行失稳临界速度、极限环分岔形式和蛇行失稳频率的角度,研究车轮磨耗对车辆蛇行运动稳定性的影响规律。结果表明:车轮磨耗速率、等效锥度、轮轨接触带宽随车轮镟后运行里程的变化均呈现非线性变化规律;随着车轮镟后运行里程的增加,车辆蛇行临界速度总体呈现下降趋势;当LMB10型面车轮镟后运行里程达到14.7万km时,车辆蛇行失稳表现出超临界和亚临界失稳的组合特征,达到20.6万km时,等效锥度曲线呈现明显的负锥度特性,构架横向振动加速度、脱轨系数最大值较镟修周期中期略有增大,轮轨横向力较镟修周期中期明显增大,车辆的蛇行失稳极限环表现出典型的超临界分岔特征。

关键词： 高速铁路   轨道短波不平顺   数值模拟   显式瞬态分析   轮轨垂向力   形状参数  

摘要： 为研究车辆通过钢轨波磨区段时轨道短波不平顺对轮轨垂向力的影响特征,建立了三维轮轨接触有限元模型,计算并分析不同运行速度条件下不同波长、幅值的轨道短波不平顺引起的轮轨垂向力的响应特点及分布规律,并得出各速度级下的轮轨垂向力基准值(120 kN)等势线。结果表明:运行速度相同时,轮轨垂向力随轨道短波不平顺幅值的增加而增大,随波长的增加先增大后减小;轮轨垂向力与轨道短波不平顺的形状参数(幅值与波长的比值)有关,形状参数小于0.003时,轮轨垂向力与形状参数近似成线性关系,其斜率与波长、车速正相关;随着车速的增加,引起大于轮轨垂向力基准值的轨道短波不平顺波长范围逐步扩大。管理轨道短波不平顺时须考虑线路的设计时速,时速300 km的线路应严格控制波长小于325 mm、幅值大于0.15 mm的轨道短波不平顺。

关键词： 地铁   U梁   轮轨系统   行车平稳性   轨道动态几何状态  

摘要： 以深圳地铁6号线为工程背景,研究轻质U梁条件下轮轨系统动态响应特性。通过建立“车-线-桥/隧”耦合系统动力学模型,仿真计算不同轨下基础类型、桥梁跨度条件下车辆运行稳定性、平稳性及轨道动态几何状态指标,结果表明:轨下基础型式对车辆稳定性影响较小;相对于隧道基础,轻质U梁条件下车辆垂向、横向平稳性指标分别增大46.8%、65.5%,轨道动态几何状态指标中高低不平顺、轨向不平顺及轨道不平顺质量指数(TQI)指标分别增大106.6%、35.2%、18.7%;U梁跨度越大,轮轨动态响应指标越趋于不利。

关键词： 轨道车辆   接触疲劳   试验系统  

摘要： 本文研发了一种新型轨道车辆轮轨接触疲劳试验系统,该试验系统通过液压油缸对缩比车轮、轨道轮接触位置施加压力,模拟真实车辆运行中的载荷;通过伺服电机驱动车轮或轨道轮,模拟真实车辆动车车轮或拖车车轮与轨道间的运行状态。利用该试验系统对试样车轮、轨道轮进行分析,可在实验室对高速列车轮轨接触疲劳进行模拟研究。

关键词： 钢轨波磨   摩擦   缩尺轮轨模型   相似性研究   数值仿真  

摘要： 为了研究地铁小半径曲线线路的钢轨波磨现象,基于轮轨间饱和蠕滑力引起摩擦自激振动导致钢轨波磨的理论,对全尺寸和缩尺轮轨模型的相似性进行了研究.分别建立1∶1和1∶5车辆-轨道系统的动力学模型,确定每个车辆模型在通过小半径曲线线路时前转向架导向轮对与轨道间的蠕滑力饱和情况;根据动力学仿真所得轮轨接触参数,建立轮对-轨道-轨枕有限元模型;采用复特征值分析研究各个轮轨系统的稳定性.研究结果表明:全尺寸和缩尺车辆模型分别通过小半径曲线线路时,导向轮对内外车轮上的蠕滑力均接近饱和;轮对两端垂向悬挂力的偏差小于3%,轮轨接触角的偏差小于5%;相似不稳定振动模态对应的频率偏差均小于3%;缩尺轮轨模型在动力学表现及稳定性方面与全尺寸模型具有良好的相似性,故可用缩尺模型对钢轨波磨的形成机理进行理论与试验研究.

关键词： 声学   轮轨噪声   润滑剂   摩擦系数   总声压级   表面粗糙度  

摘要： 采用MMS-2A型微机控制摩擦磨损试验机,分别对3种润滑介质(水、水基润滑剂与油基润滑剂)作用下的轮轨摩擦系数、滚动噪声与振动进行试验研究。结果表明:与水介质相比,润滑剂会使摩擦系数降低,降低轮轨噪声与振动效果显著。摩擦磨损试验结束后,采用光学三维轮廓仪测量试样表面形貌。结果表明,在水介质作用下试样表面粗糙,磨痕较深;在润滑剂作用下,试样表面十分光整,磨痕极浅。

关键词： 无砟轨道   轮轨   冲击力   冲击速度   动载系数  

摘要： 采用有限元精细化仿真分析和理论推导相结合的方法,进行适用于我国无砟轨道结构特点的轮轨垂向冲击荷载实用计算式研究。结果表明:由于结构刚度及质量层状分布特性的差异,现有基于有砟轨道结构建立的动力系数计算式不能完全适用于无砟轨道结构;无砟轨道高频垂向冲击力的主要影响因素为冲击速度和钢轨质量;当轮对质量超过800 kg时,轮对质量的增加几乎不改变高频垂向冲击力的大小;准静态垂向冲击力的主要影响因素为冲击速度、轮对质量、扣件刚度,而轨道板各参数及地基面刚度对轮轨垂向冲击荷载的影响较小;建立的实用计算式能较为准确地描述无砟轨道车轮、轨道主要参数与轮轨垂向冲击荷载的关系,可对包括道岔、钢轨接头等非标准钢轨断面的轮轨垂向冲击荷载进行预测。

关键词： 轮轨力   垂向耦合模型   空间耦合   可靠度设计标准  

摘要： 当前,车辆–轨道耦合动力学的模型主要有垂向模型和空间模型,为了更进一步的比较这两种模型。本论文利用Matlab编程软件编写了车辆–轨道垂向动力学模型,UM软件建立了车辆–轨道空间动力学模型,都是依据车辆–轨道耦合动力学为理论基础而建立的。通过分析两种模型的动力响应以及仿真计算结果,依据结构可靠度设计标准对计算出的轮轨力最大值、最小值、标准值等数理统计特征值进行对比分析,比较两种模型的优缺点。计算结果表明:模拟车辆–轨道系统动态响应时,垂向模型和空间模型的仿真计算结果基本是一致的。但垂向模型计算考虑的因素比较少,计算量比较小,空间模型考虑的比较全面,仿真结果更加接近实际情况。

关键词： 固定辙叉   道岔   轮缘槽   轮轨接触关系   轮轨动力相互作用  

摘要： 为明确固定辙叉轮缘槽宽度对辙叉区轮轨关系的影响,基于轮轨接触理论和车辆—道岔耦合振动理论,提出以轮载过渡断面等轮轨接触几何参数为主要评价指标的轮缘槽宽度优化方法,分析轮缘槽宽度对固定辙叉区轮轨接触几何关系和轮轨动力相互作用的影响。研究结果表明:在轮载过渡区,合理减小轮缘槽宽度可增大实际轮载过渡断面心轨轨头宽度且降低等效锥度发生突变几率;辙叉轮缘槽宽度变化对轮轨动力相互作用影响不大,各动力学指标幅值变化极小,进一步验证了以轮轨接触几何参数为主要评价指标的轮缘槽优化方法的可靠性。

关键词： 高速轮轨   有害磨耗形成机理   动态仿真   闭环系统   反馈负面影响  

摘要： 安全稳定裕度不充裕是高速轮轨有害磨耗形成的一个主要相关影响因素,其与轮轨关系并无十分明显的相关性影响.如ICE3系列转向架原型及改进设计,一次蛇行导致不合理的轮轨匹配条件,λ(eN)=0.166.动态仿真分析表明:在特定的(非)结构摄动影响下,如侧风对车体扰动或钢轨打磨处理累计误差,λe<0.10,一次蛇行转变为二次蛇行并发生瞬间高速晃车现象,因而车轮磨耗指数呈现十分明显的V字型分布形态.考虑到直线运行或大半径曲线通过,车轮踏面将会逐渐形成凹坑磨耗.车轮自旋蠕滑奇异性是磨耗轮轨不良接触所造成的主要有害影响之一,进而导致转向架振动报警或抖车故障.在新建有砟/无砟铁路服役条件下,轮轨滚动接触不均匀磨耗影响会在整个铁路网内不断扩大.