关键词： 轮轨高频动力作用   显式有限元法   面-面接触算法   多体动力学   Hertz弹簧   钢轨波磨  

摘要： 轮轨高频动力分析模型目前多沿用了传统的赫兹接触模型,其在高速轮轨系统上的适用性尚未得到验证。针对赫兹接触工况,建立基于多体动力学的车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型,其中轮轨法向接触由赫兹弹簧表征,作为对比也建立基于显式有限元的三维高速轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用可考虑三维接触几何的"面-面"接触算法精确求解轮轨接触。对比150~500km/h速度范围内典型钢轨短波波磨(波长20~140mm、波深0.01~0.20mm)激励下的高频轮轨力结果,发现三种模型预测的幅值存在显著差异,但未发生轮轨脱离时(波磨尚浅),三种模型预测的幅值均与波深线性正相关。具体而言,相较于瞬态滚动接触模型,车轮-轨道耦合动力学和车辆动力学模型预测的垂向轮轨力更大,其特征幅值的最大差值分别为静轮重的39.2%和88.4%,三种模型预测波长30mm波磨的临界波深(恰好发生轮轨脱离)相应地高于0.2mm、0.14mm和0.05mm。开展高速、高频轮轨动力分析时,传统的赫兹接触弹簧会带来不可忽略的计算误差。

关键词： 成渝中线   400km/h轮轨动车组   技术指标   概念设计方案  

摘要： 为助推成渝地区双城经济圈建设,成渝中线将以最终开行400km/h高速轮轨动车组为目标,实现更高速度高速铁路技术的示范和引领。400km/h高速动车组技术指标的确定,对成渝中线工程以及整个国家更高速度铁路网都至关重要。本文基于既有400km/h高速动车组技术现状,开展了更高速度等级车辆最高设计速度、剩余加速度、轴重、功率、制动距离、减阻能力等主要技术指标的分析研究,提出了适用于成渝中线400km/h速度开行的“优化400”高速动车组概念设计方案,以及主要参数目标和相应的优化措施。

关键词： 固定辙叉   显式动力学   轮载过渡   安定理论   滚动接触疲劳  

摘要： 固定辙叉有害空间造成的轨线不连续及结构不平顺大幅加剧车辆与辙叉间的动态相互作用,进而引起道岔伤损劣化加剧及服役寿命缩短。以重载铁路12号固定辙叉为研究对象,基于显式积分算法,建立考虑材料弹塑性及轮轨真实几何廓形的车轮-辙叉三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究不同运营速度下车轮不同方向通过时车轮与固定辙叉动态相互作用及轮轨接触行为,详细分析轮载过渡区内辙叉钢轨应力、应变大小及分布规律,结合材料安定图及疲劳指数对轮轨接触疲劳伤损特性进行分析,得到了钢轨滚动接触疲劳伤损易发区域为心轨断面顶宽20~30 mm,与现场固定辙叉疲劳裂纹发生位置基本一致。所建立的模型及研究结论能够为固定辙叉结构优化及疲劳寿命预测提供理论支撑。

关键词： 高速铁路   声屏障   截面形式   降噪效果  

摘要： 高速铁路噪声是“车—线—网—气流”强耦合动力作用的一种表现形式,具有持续时间短、通过声级高、传播距离远等特点。为降低高速铁路噪声对周边环境的影响,国内外高速铁路主要通过声屏障阻隔噪声传播路径。我国常见高速铁路声屏障为2.15~3.15 m高直立式声屏障,结构形式单一,且降噪效果随列车运行速度增加呈下降趋势。在阐述高速铁路车外噪声特性的基础上,回顾我国高速铁路声屏障的实际应用效果,基于直立式声屏障降噪特性分析,探究声屏障截面形式对声屏障降噪效果的影响,以适应高速铁路运输效率提升的发展要求。

关键词： 高速铁路   有砟轨道   轮轨垂向附加动荷载   轨道质量状态   轮轨力统计特征值  

摘要： 为提出符合我国高速铁路有砟轨道线路质量状态的轮轨垂向附加动荷载取值,运用ANSYSLS-DYNA软件建立车辆-轨道耦合动力学模型,结合统计学理论,分析轮轨力统计特征值随车速、扣件刚度、簧上簧下质量与轨道质量状态等参数的变化规律。利用线路质量指数TQI管理标准作为表征线路质量状态的依据,仿真计算不同轨道质量状态下轮轨力随车速变化规律,进而提出高速铁路有砟轨道轮轨附加动荷载建议计算公式。研究结果表明:不同工况下轮轨力平均值与车辆静轮重基本相同;轮轨力标准差随车速、扣件刚度、簧上质量、簧下质量增大而增大,随轨道质量劣化而增大;当列车速度等于330 km/h且轨道质量状态较差时仿真得到的动力系数为1.99,速度大于330 km/h后大于无缝线路设计规范取值。

关键词： 铁路   轮轨系统   润滑技术   经济效益  

摘要： 近年来,中国铁路快速发展,中国高速铁路运营里程位居世界榜首。随着铁路里程的不断增加、列车运行速度的不断提高,机车轮缘及线路钢轨磨损呈急剧上升趋势,严重影响铁路运营安全。文章通过对轮轨润滑技术及其装置的分析,结合现场钢轨润滑技术使用效果,对比其经济效益,说明采用固体润滑方式能够更有效地降低机车车轮轮缘磨损,提高列车行驶速度和载重能力,提高经济效益。

关键词： 边缘提取   轮轨接触区域   T-Snake算法   分水岭算法  

摘要： Snake算法为一种经典的主动轮廓线模型分割算法,在图像分割领域得到广泛应用。但其存在依赖初始轮廓线的选取和难以提取图像凹陷边缘等缺点。采用结合图像信息熵和高低帽变换的组合标记分水岭算法提取初始边缘轮廓线作为T-Snake的初始轮廓线,并通过引入区域能量项来优化拓扑自适应主动轮廓T-Snake算法。改进后的T-Snake算法能够较好地根据踏面边缘特点自发改变其捕捉方向,对具有凹陷边缘的图像处理能力较强。实验结果证明,该模型应用于列车轮轨接触区域踏面边缘曲线提取中取得了良好的效果。

关键词： 层流等离子强化   波磨   显式有限元   滚动接触行为  

摘要： 层流等离子体表面强化技术可大幅提高钢轨表面的硬度和耐磨性。为了揭示强化处理对轮轨滚动接触行为的影响,建立同时考虑钢轨表面选区强化和短波波磨的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,数值计算了车轮高速滚过一个波磨周期的轮轨力、接触斑黏滑分布和残余应力应变。对比发现:表面选区强化对轮轨力和接触斑黏滑分布的影响较小,不影响钢轨承载性能;对钢轨表面残余应力应变分布的影响明显,残余应力主要集中在屈服强度较高的强化斑内而残余应变主要集中在韧性较好的基体材料上,表面选区强化有效结合了强化斑和基体材料的力学性能,形成了一种强韧的良好匹配。结果可为现场生产服务提供一定的理论指导和应用参考。

关键词： 高速铁路   轮轨粗糙度   现场试验   声学不平顺等级   声学粗糙度   Morlet小波分析   曲率修正  

摘要： 通过跟踪实测一动车组车轮旋修前后的粗糙度及其通过路基直线段、路基曲线段和桥梁区段3个典型区段的钢轨粗糙度并对数据进行曲率修正,研究高速铁路车轮和钢轨的粗糙度特征;通过测量3个典型区段动车组车外噪声并进行0~5000 Hz的Morlet小波分析,研究轮轨滚动瞬态接触下的声学非稳态特征。结果表明:车轮旋修前的17阶多边形特征和钢轨不平顺峰值波长在小波时频图中有较明显反映;车轮和钢轨特征波长的声学不平顺等级在车外噪声中有明显反映;从声学角度可以有效进行轮轨典型粗糙度特征的识别。