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.

关键词： 铁道工程   谐波激扰   耦合动力学   轮轨接触   蠕滑率/力   波磨发展  

摘要： 将钢轨波浪形磨耗理想化为三种波长和波深组合的连续谐波激扰,通过多体动力学软件UM,分析不同波长和波深工况下谐波激扰对轮轨接触蠕滑特性的影响。研究表明,当波长固定、波深增大时,钢轨轮对垂向振动加速度和纵向蠕滑率/力的平均值均增大,横向蠕滑率/力平均值均减小。当波深固定、波长增大时,钢轨轮对垂向振动加速度平均值和纵向蠕滑率/力平均值均减小,横向蠕滑率/力平均值均增大。纵横向蠕滑率/力均含有与初始不平顺频率值相接近的特征频率成分,纵向蠕滑率/力特征频率随着波深的增大趋向高频段发展,横向蠕滑率/力特征频率集中在低频段,且随着波深增大逐渐减小。当波深为0.3 mm时,纵横向蠕滑率/力强度相当,能量主要集中在低频,频率比较单一;当波深达到0.6 mm和0.9 mm时,蠕滑率/力以纵向蠕滑率/力为主,表现出多频率特征。在波长相同的条件下,随着运营时间的增加,磨耗量在低频段增加较小,在中高频段增加较大。

关键词： 中低速磁浮   爬坡能力   悬浮系统   轨道交通   道岔   轮轨   离心力作用   转弯半径  

摘要： 中低速磁浮交通属于中低运量交通制式,列车环抱F型轨道“零高度飞行”,无轮轨间接触摩擦,具有绿色环保、安全性高(抱轨运行)、爬坡能力强(70‰)、转弯半径小(50m)等特点,延伸了传统轨道交通产业链。中低速磁浮道岔作为线路咽喉设备,是车辆换线基本装备,不同于传统轮轨交通,需采用整体移梁形式,其研发、建设面临三大技术难题:(1)在列车动态载荷、大离心力作用下,道岔线形如何保证列车高舒适性通过;(2)悬浮系统电磁力与悬浮间隙之间强非线性关系,引起车岔耦合振动,且共振频率分散;(3)道岔高架开放结构、巡检项目多且位置繁多,巡检时多机器人协同作业的空间定位、通信及数据融合系统复杂。

关键词： 普速铁路   钢轨打磨   车轮型面   钢轨廓形   轮轨接触关系   动力学性能  

摘要： 在实测普速铁路车轮型面的基础上,选取具有代表性磨耗特征的车轮型面;采用个性化钢轨打磨目标廓形设计方法,对直线和曲线钢轨打磨目标廓形进行设计;基于多体动力学软件SIMPACK,建立客车、货车动力学模型,研究钢轨打磨后廓形对直线和曲线区段上轮轨接触关系和车辆动力学性能的影响,并进行现场测试验证。结果表明:按照钢轨优化廓形打磨后,直线区段钢轨光带宽度为30 mm左右,轮轨接触点集中分布在轨顶中心附近区域,车辆运行稳定性和横向平稳性均得到明显改善;曲线区段上股钢轨轮轨接触位置的分布更为合理,轨侧轮轨接触概率有所减小,轮轨冲角减小4.2%~5.4%,纵向蠕滑率下降49.3%~50.3%,钢轨侧磨速率下降32%~65%。现场测试结果与仿真分析结果基本吻合,表明钢轨廓形优化和打磨能够有效延长钢轨使用寿命。