关键词： 车轮椭圆化   车轮多边形磨耗   轮轨系统   刚柔耦合   轮对模态  

摘要： 针对高速动车组车轮多边形磨耗会加剧轮轨间的相互作用,导致轮轨间异常伤损的问题,建立了车辆轮对的有限元模型,并利用Lancos法对车轮进行了模态分析。建立了考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合动力学模型,研究了车轮多边形磨耗对轮轨力和轴箱加速度的影响,分析了不同速度级下的不同幅值、阶次的车轮多边形磨耗的动力学响应。仿真及研究结果表明:随着车轮多边形磨耗的幅值增加,轮轨垂向力和轴箱垂向加速度均有增加,在18、23多边形阶次下,车轮多边形磨耗引发的激扰频率区间为300 Hz^350 Hz、500 Hz^550 Hz和680 Hz^750 Hz,该频率区间与柔性轮对系统模态接近引起谐振,导致在上述区间段轮轨力与振动加速度幅值显著增加。

关键词： 轮轨耦合   弹性变形   动力学性能   刚柔耦合动力学  

摘要： 基于多体系统动力学理论,利用多体动力学软件建立了某型高速车辆系统动力学模型,对比分析了不同轮轨耦合作用下车辆系统的振动响应,计算得到了两种轮对的非线性临界速度,并合理选取了六种典型线路工况,研究了不同轮轨耦合作用对车辆系统动力学性能的影响.结果表明:轮对弹性变形使车辆系统的非线性临界速度降低,并降低了车辆系统与无质量轨、移动质量轨耦合下的脱轨系数、轮轨横向力和轮轴横向力等动力学指标,但与柔性轨道耦合时,上述动力学指标却升高;当车辆系统与无质量轨耦合时,轮对弹性变形使车体Sperling平稳性指数在横向上最大增幅为5.3%,而在垂向上最大增幅仅为0.7%.

关键词： 柔性轮对   轮轨接触关系   模态叠加法   车辆动态性能  

摘要： 分别研究了考虑轮对柔性时对轮轨静态接触几何关系和车辆动态性能的影响。首先在假设车轮不变形的前提下,将车轴简化为欧拉-伯努利梁模型,并以LM磨耗形踏面和标准60钢轨为研究对象,求解车轴运动微分方程以获得车轴的变形信息,再基于传统迹线法自编程序进行几何计算,求解变形后的轮轨接触几何参数,并与刚性轮对进行对比。结果表明,在横移量较小的情况下,柔性轮对与刚性轮对接触几何参数差别不大,当横移量较大时,两者有明显差异。其次,在车辆-轨道系统动力学模型中,利用模态叠加法将轮对考虑为柔性,并利用自编动力学积分程序计算常规工况和初始不称重特殊工况,分析其对轮轨力和一系悬挂力影响。结果表明常规工况下考虑轮对柔性的影响较小,而在特殊工况下,由于激励覆盖频率较高,柔性轮对的固有模态容易被激发,对轮轨力和一系悬挂力造成明显影响。

关键词： 高速铁路   车轮   钢轨   有限元   边界元   声辐射  

摘要： 通过建立车轮有限元模型和钢轨离散支撑有限元模型,结合声学边界元模型,计算得到车轮和钢轨在径向单位力激励下的声辐射特性。结果表明:高速铁路轮轨声辐射特性与车轮和钢轨部件的本征动力特性密切相关,车轮和钢轨声辐射功率呈现低频快速升高、中高频维持在较高水平并波动的特点。

关键词： 极地轮轨钻机   固控系统   工艺流程   模块化   丛式井  

摘要： 国内极地轮轨钻机所配套的固控系统目前并没有系统性研究和较为成熟的方案。鉴于此,结合国内外极地轮轨钻机固控系统配套要求,研制了7000 m极地轮轨钻机固控系统,并优化和完善了固控系统配套方案、设备布局和工艺流程等。7000 m极地轮轨钻机固控系统通过采用模块化设计,各模块功能独立,实现了模块间连接方式简单、快捷;罐体底部采用保温结构,罐体内部布置蒸汽加热管线,实现了固控系统在低温环境下的正常工作;岩屑输送系统采用两种工作模式,满足岩屑现场运输及排放要求。该系统在北极圈附近的钻井作业过程中,其保温棚内部实际温度达到5℃以上,各模块间密封可靠,底橇保温性能良好,能够确保钻井作业的正常进行。现场使用结果表明,该固控系统设计满足低温环境作业要求,适应俄罗斯及极地地区冻土层丛式井作业,其系统布局和钻井液处理工艺流程满足现场钻井需要。

关键词： 重载机车   动态行为   多体动力学   不均衡闸瓦压力   制动故障  

摘要： 为研究不均衡闸瓦压力对重载机车轮轨动态行为的影响,以我国实际运营中HXD型六轴重载机车为研究对象,在多体动力学软件UM中建立综合考虑多种非线性力学关系重载机车模型,将制动过程考虑仅有闸瓦压力作用。仿真结果表明:在直线运行条件下紧急制动状态时,当1位轮对出现不均衡制动故障,对重载机车动态行为影响最甚,此时1位轮对横移量、摇头角均是最大幅值,1位轮对较其他轮对,轮对横移量、摇头角最大分别增加46.97%和86.73%;车辆过曲线时分别在1位内轮、3位外轮正常制动工况下,对车辆动态行为影响较大,且各考核工况同样以1位轮对响应最为剧烈。由此可见,端位轮对在所有可能出现故障的轮对中安全隐患较大,故障时出现轮缘贴靠的可能性更大。

关键词： 地铁   60N钢轨型面   数值仿真   轮轨型面匹配   车轮磨耗   轮轨接触应力  

摘要： 为了改善地铁车轮出现的异常磨耗问题,对上海地铁3号线车辆车轮踏面DIN5573出现的磨耗进行测试,获得2种磨耗车轮踏面。在SIMPACK软件中建立了地铁车辆动力学仿真模型,计算得到未磨耗、凹形磨耗、沟槽状磨耗3种车轮踏面与TB60,60N钢轨型面匹配时轮对横移量,将其输入到用ABAQUS软件建立的轮轨三维弹塑性有限元模型,分析不同轮轨型面匹配对接触应力的影响。结果表明:3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨接触点均匀分布在轨顶和车轮踏面中部,等效锥度基本稳定;在半径350 m的曲线上,与TB60钢轨型面匹配相比,3种车轮踏面与60N钢轨型面匹配时轮轨最大接触应力最多减小384.9 MPa,钢轨、车轮最大Mises应力最大减幅分别为40%,35%。城市轨道交通小半径曲线地段较多,采用60N钢轨型面可以明显降低曲线外股的接触应力,减少轮缘磨耗和钢轨侧磨,从而降低钢轨疲劳伤损。

关键词： 车轮谐波磨耗   车辆/轨道耦合模型   单一激扰   叠加激扰   轮轨垂向力   车辆稳定性  

摘要： 基于车辆车轮在生产过程中存在质量偏心或几何偏心,导致列车在运行一段时间之后出现车轮谐波磨耗现象,车轮谐波磨耗将对轮轨垂向力及车辆稳定性产生严重影响,以国内某地铁车辆为参考,运用车辆轨道耦合模型理论,采用Fourier级数模拟2阶、3阶车轮谐波磨耗,建立该车的车辆/轨道耦合模型及车轮谐波磨耗模型。仿真计算车轮谐波磨耗及轨道不平顺激扰等因素对轮轨垂向力及车辆稳定性的影响,并分析车辆在单一激扰工况和叠加激扰工况下车辆动力学参数的差异。研究结果表明:速度对轮轨垂向力的影响远大于幅值和相位差对轮轨垂向力的影响,轨道不平顺激扰对轮轨垂向力的影响不大;随着速度增大,车轮谐波磨耗对车辆运行平稳性影响越显著。

关键词： 重载货车   闸瓦制动   轮轨接触   轮对运动   蠕滑力  

摘要： 利用仿真软件UM建立了重载货车动力学模型,研究了闸瓦制动力不均衡状态下轮轨动态特性.以紧急制动工况为例,分别对一、二位轮对施加左、右轮不一致的闸瓦压力,得到了车辆直线运行时的轮对运行姿态和轮轨动态接触行为.研究结果表明,随着闸瓦压力的不均衡程度增加,轮对横移量会显著增大,并且不均衡闸瓦压力对一位轮对轮轨动态行为的影响要大于二位轮对,产生上述区别的主要原因是:蠕滑力引起的转向架总体摇头方向和受力轮对的摇头方向是否一致.进而考虑轮、瓦摩擦制动力矩的影响,发现在闸瓦压力较小时,制动力矩对轮对横移量和摇头角会产生一定影响,但就整体趋势而言,不均衡闸瓦压力的影响更为显著.