关键词： 机车   牵引力   轮轨  

摘要： 火车机车是我国重要的交通运输工具,必须要确保机车运行中的安全性与稳定性,机车在行驶过程中,机车轮与轨道之间会产生相对运动关系,并且与火车的牵引力大小存在必然的联系。为此,以60轨道与60N两种轨道为例,采用SIMPACK仿真软件建立运动学拓扑图,研究了机车在水平轨道与坡度轨道上行驶时,基于圆曲线的蠕滑率和蠕滑力的数值变化,分析出机车通过曲线的轮轨动力学性能。

关键词： 轮轨力测量   FPGA   ZigBee   增益可配置  

摘要： 针对传统轮轨力测量电路采用固定放大倍率以及有线传输存在适应环境能力弱、灵活性差和布线困难等问题,以FPGA为主控,以ZigBee为无线传输方式,设计了增益可配置的无线轮轨力测量电路方案。并对可配置增益放大电路、AD采集电路以及无线通信电路进行了详细设计。电路的实现为轮轨力的精确测量以及脱轨机理研究提供了基本保障。

关键词： 滚动接触疲劳   预滚压   表面缺陷   轮轨材料  

摘要： 对含缺陷的未预滚压和预滚压车轮钢试样分别进行滚动接触疲劳试验,观察表面缺陷的形貌变化过程,分析预滚压和缺陷尺寸对轮轨材料滚动接触疲劳性能的影响。通过有限元方法分析缺陷附近材料的应力状态,通过多轴疲劳模型分析缺陷尺寸对滚动接触疲劳裂纹萌生规律的影响。试验结果表明:由于表层材料的塑性变形,未滚压车轮试样的缺陷尺寸随滚动周次的增加而减小;超过一定周次后,由于塑性变形不再累积,缺陷尺寸基本保持不变;预滚压处理通过减小表层材料的塑性变形,可抑制缺陷尺寸的减小,从而降低车轮试样的疲劳寿命;缺陷尺寸的增加会进一步降低预滚压试样的疲劳寿命;在油润滑条件下,预滚压和表面缺陷对车轮材料摩擦磨损性能没有显著影响。仿真结果表明,当缺陷尺寸从200μm增加至400μm,最大剪应力幅值从缺陷底部转移至缺陷中部,疲劳裂纹萌生位置也随之改变。

关键词： 牵引力   蠕滑关系   磨耗数   滚动接触疲劳   轮轨关系   动力学   仿真模型  

摘要： 为分析机车牵引力对轮轨关系的影响,在SIMPACK多体动力学软件中分别建立了基于60钢轨和60N钢轨的"机车-轨道"耦合动力学模型,设定了水平轨道和坡道通过曲线的2种工况,分析机车牵引力与轮轨蠕滑关系、最大法向接触应力和RCF损伤系数的关联度。计算结果表明:增加牵引力使轮轨纵向蠕滑率和纵向蠕滑力迅速增加,横向蠕滑力降低,机车在60N钢轨上运行时变化尤为明显;钢轨内侧纵向蠕滑力受牵引力作用方向改变,引起钢轨内侧裂纹方向改变;相比60钢轨,60N钢轨抵抗磨耗的能力较强,但容易产生滚动接触疲劳。

关键词： 轮轨垂向力   连续测量   TPDS   车轮多边形   辋裂  

摘要： 对既有广泛运用的“剪力+支撑力”轮轨垂向力测量方法进行分析,表明在共用剪力传感器位置存在长度约1个钢轨高度的剪力测量过渡(无效)区,导致测量结果不能真实反映左右侧钢轨间剪力的大小;为此提出轮轨垂向力地面全连续测量的复合测区方法,在不改变“剪力+支撑力”轮轨垂向力测量方法连续单元测区布置的同时,通过增加约束条件、构建复合测区,提取各连续单元测区与相邻连续单元组成的复合测区有效轮轨垂向力,并按照时序进行组合,实现在不增加硬件条件下完成轮轨垂向力的地面长距离全连续测量。基于铁路车辆运行状态地面安全监测系统(TPDS)实测数据,进行复合测区方法的具体实施,并与仿真结果对比,验证该方法对轮轨垂向力全连续测量的有效性。将该方法应用在TPDS中,拓展其功能,结果表明:复合测区方法的应用,能实现车轮多边形和辋裂的监测,为安全监测、评估提供有效手段。

关键词： 参考点   VLBI   归心测量   钢轨形变改正   轮轨式  

摘要： 为在本地测量中更精确地测定VLBI(very long baseline interferometry)天线参考点(reference point, RP)点位,分析了水平钢轨残余形变对四轮座架式天线的影响,首次提出并推导了用以改正归心解算靶标点(target point,TP)坐标的水平钢轨残余形变模型,结合实测靶标坐标与钢轨水准数据,解释了TP坐标残差中的系统性效应,精化了TP理论坐标,显著提高了参考点测定精度。结果表明,采用水平钢轨残余形变改正模型与估算模型可分别使靶标坐标归心拟后残差中误差提高50%和65%,归心精度均可提高约30%。此外,本钢轨残余形变估算模型还可有效用于该类天线钢轨形变的监测。

关键词： 铁路道岔   非赫兹   滚动接触   法向   切向   尖基轨相对运动  

摘要： 为研究不同轮轨非赫兹滚动接触算法对道岔轮轨滚动接触行为的影响,以转辙器部件为例,建立能够考虑尖轨和基本轨相对运动的轮轨滚动接触模型,对比分析Kalker三维滚动接触理论、Kik-Piotrowski、Ayasse-Chollet和Sichani四种非赫兹滚动接触算法在求解轮轨法向和切向接触行为时的计算精度和效率。结果表明,与Kalker三维滚动接触理论相比,采用Sichani方法在求解道岔轮轨法向和切向接触行为时的计算精度最高,最大计算误差均在10%以内,而由于条带理论自身的缺陷,在轮轨纯自旋蠕滑情况下,Sichani方法求解切向接触应力最大值的计算精度有所下降,计算误差为30%左右;采用Kik-Piotrowski方法的计算效率最高,Ayasse-Chollet和Sichani方法次之,Kalker三维方法所需的计算时间最长。综合计算精度和效率,Sichani方法是求解铁路道岔轮轨滚动接触行为较为合理的接触模型。

关键词： 转辙器区钢轨   廓形设计   滚动圆半径差函数   接触应力   动力学  

摘要： 针对道岔转辙器区钢轨容易出现伤损及寿命短等问题,根据轮轨接触理论,提出了以滚动圆半径差函数和轮轨间接触点均匀分布为主要的设计目标,以轮轨接触点的位置为边界条件,利用欧拉积分方法求解微分方程,从而获得钢轨打磨的目标廓形的方法,并编制了相应的计算程序,进行了实例验证.结果表明,优化后的钢轨与车轮有更合理的匹配性,改善了车辆通过道岔时的动力学性能,减小了轮轨间的接触应力,使得接触分布和磨耗更加均匀,从而能延长钢轨使用寿命.

关键词： 重载铁路   横向力   脱轨系数   轮轨摩擦控制  

摘要： 神朔铁路的万吨列车运营已经常态化,运量逐年增加,列车与钢轨之间的横向作用力越来越大,车辆和轨道结构有加速损伤的趋势,给运营安全带来隐患。为了从根源上解决神朔铁路轮轨作用力大的问题,引入了通过控制轮轨摩擦来优化轮轨接触界面的新技术,并开展了试验验证。测试结果表明:采用摩擦控制技术之后,轮对横向力C64降低约42%~46%,C70降低约25%~35%,C80降低约37%~43%;脱轨系数C64外轨、内轨分别降低约20%,29%,C70外轨、内轨分别降低约29%,35%,C80外轨、内轨分别降低约14%,23%。