关键词： 轮轨粘着   专利技术布局   分析研究  

摘要： 本文通过检索目前国内外关于提高轮轨粘着方法的专利,分析其提高粘着的实用性和有效性,结合地铁运行模拟路况条件下的实验数据,研究对比目前有效提高轮轨粘着系数的具体实用方法、创新热点及发展趋势。

关键词： 高速列车   全弹性   系统动力学   轮轨接触几何参数   轮轨磨耗  

摘要： 为研究高速列车轮轨接触几何参数对轮轨磨耗的影响,选取修正的Elkins磨耗指数方法计算轮轨间的磨耗指数,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真的方法,将轮对、转向架构架和车体逐步进行弹性化处理,建立全弹性的车辆系统动力学模型,基于此模型进行数值计算,从时域、有效值、最大值3个方面,结合速度因素,分析摩擦系数、轮对内侧距和轨底坡对轮轨磨耗的影响。结果表明,在相同速度下,摩擦系数越小,轮轨磨耗越严重,随着摩擦系数的增大,轮轨磨耗趋于平稳;随着轮对内侧距的增大,磨耗指数整体呈增大趋势,但轮对内侧距对轮轨磨耗的影响较小;当轨底坡的值取为1/40～1/20时,轮轨磨耗较小;在相同轮轨接触几何参数下,列车运行速度的提高加剧了轮轨间的磨耗。

关键词： 铁路货车   小半径曲线   轮轨磨耗   线路参数  

摘要： 使用SIMPACK分析软件建立C70型货车动力学模型,处理了非线性环节,使用爱因斯磨耗数评价,对比分析了铁路线路各参数对轮轨磨耗的影响。通过分析发现,合理设置超高可减轻导向轮对外轮和钢轨的磨耗;通过增大内轨的轨底坡,可改善曲线段轮轨的接触状态,提高车辆的曲线通过性,综合优化线路参数可有效减缓轮轨磨耗。

关键词： 高频异常振动   车轮多边形   钢轨波磨   耦合分析  

摘要： 我国高速铁路出现多次因高频异常振动引起的零部件裂纹等现象,经分析车轮多边形和钢轨波磨是引起轮轨高频异常振动的主要原因,通过对轮轨系统模态测试和耦合振动测试,发现车轮、构架、钢轨、轨道板等存在与车轮多边形或钢轨波磨频率相对应的固有频率成分,轮轨系统固有频率是车轮多边形和钢轨波磨产生的重要原因。

关键词： 盾构机   滚轮轨道   关键技术   整机过站步骤  

摘要： 结合长沙地铁1号线土建8标友谊路段盾构过站施工实际情况,总结了盾构机整体滚轮轨道过站的施工方法与经验,包括盾构整机过站施工关键技术、控制要点、前期准备工作及具体的过站步骤等,解决了盾构主机与后配套设施拆卸、装机、调试等一系列繁琐工作。该项目现已取得明显的工期和经济效益,以期为日后类似工程提供了一定的参考意义。

关键词： 浮轨式减振扣件   轮轨接触   钢轨波磨   接触压力  

摘要： 为了探究浮轨式减振扣件轨道存在的短波长钢轨波磨问题,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨静态接触的数值模型,探讨轨道扣件系统垂向刚度和支撑方式对轮轨接触时接触斑、接触压力和钢轨位移等接触参数的影响。结果表明:轨下结构(扣件实体、轨道板等)对浮轨式减振扣件轨道的轮轨静态接触参数影响很小;采用轨腰支撑的浮轨式减振扣件的最大接触压力大于DTVI2型扣件,接触面积小于DTVI2型扣件;浮轨式减振扣件轨道钢轨垂向位移为与DTVI2型扣件的5倍左右,横向位移比DTVI2型扣件轨道小5.2%～13.2%,钢轨翻转角比DTVI2型扣件大146.3%～206.1%;浮轨式减振扣件的垂向刚度对轮轨接触压力分布、接触面积、钢轨横向位移及钢轨翻转角基本没有影响,而对钢轨垂向位移影响较大,垂向刚度越大钢轨垂向位移越小。浮轨式减振扣件较大的钢轨垂向位移及翻转角,降低了轮轨接触的稳定性,易导致波动的轮轨力,萌生钢轨波磨现象,因而需改进该类型扣件的设计,以降低钢轨翻转角。

关键词： 轮轨式提梁机   改造   畸变效应  

摘要： 国内某新建铁路标段需求2台适配40m预制梁的500t级轮轨式提梁机,为了使旧设备的利用率最大化,节约项目成本,需要对现有的2台适配32m预制梁的450t级轮轨式提梁机进行技术改造,增加其额定起升重量,以适应项目标段内铁路预制梁的提梁作业。文中对提梁机和改造目标进行了简要描述,并详细介绍了450t级轮轨式提梁机主梁、支腿、行走系统、起升系统、电控系统等方面的全方位系统化改造,对改造后主梁的畸变效应进行了有限元仿真计算,充分保证了改造后设备使用的安全性,对轮轨式提梁机及其它起重运输设备的改造具有指导意义,具有广阔的应用前景。

关键词： 高速铁路   轮轨滚动噪声   声发射技术   分形理论   自适应去噪  

摘要： 高速铁路不仅适合我国人口众多、幅员辽阔的基本国情，而且符合我国可持续发展的战略要求，在近二十年的快速发展下，我国高速铁路总体技术水平已进入世界领先行列，高速铁路已经成为国民经济发展的大动脉和对外交流合作的新名片。然而随着高速铁路的飞速发展，不断提升的车速、运输量及载重使钢轨的滚动接触疲劳裂纹成为威胁高速铁路安全运营的重要问题。现有检测技术及方式存在检测速度低、无法避免检测盲区、对微小伤损不敏感的固有缺陷，不满足高速铁路钢轨探伤的需求。声发射(acoustic emission，AE)技术作为被动式动态无损检测技术，具有敏感性强、实时性好、对被测物几何要求低等优势，可用于钢轨健康监测和伤损检测。然而高速情况下较强的轮轨滚动噪声是阻碍AE技术应用于钢轨探伤的主要问题，由于缺少对轮轨滚动噪声的了解，常用的AE信号分析方法及特征不再适用，现有去噪方法的效果并不理想。因此，亟需研究针对高速铁路轮轨滚动噪声的分析及特征提取方法、理论模型和去除方法。　　研究在高速轮轨滚动接触模拟实验设备和拉伸试验机上分别采集了不同车速下的轮轨滚动噪声和裂纹扩展信号，基于轮轨粗糙接触面的分形特性对两种信号进行分形分析，证明轮轨滚动噪声具有分形特性，可用分形布朗运动描述。进一步，利用小波系数方差与Hurst指数的标度关系估计两种信号的分形维，得到轮轨滚动噪声的分形维在小于2的小区域内随机分布，与车速无关，是噪声的固有特征，可用于不同车速下噪声的统一描述;裂纹扩展信号的分形维均大于2，分形维是区别二者的本质特征，可用于高速铁路钢轨伤损检测。在此基础上，从轮轨滚动噪声的产生机理出发，针对粗糙接触面统计理论和分形理论的分歧提出变形率指标，确定了统一的粗糙点临界状态表达式，并基于粗糙接触面分形理论和Hertz接触理论，建立了轮轨滚动噪声的法向能量模型。在分形理论的基础上，提出同时考虑粗糙点法向及切向弹-塑性变形和温度影响的粗糙点切向应力-应变模型，并结合Kalker轮轨蠕滑理论以及FASTSIM对轮轨接触面的网格划分，建立了粗糙点弹-塑性变形轮轨蠕滑理论以及轮轨滚动噪声的切向能量模型。能量模型确定了轮轨接触面粗糙点弹-塑性变形产生的轮轨滚动噪声功率与载重、车速、蠕滑率及粗糙接触面分形参数的关系，通过与机械密封试验和干态稳定轮轨滚动试验以及经典轮轨蠕滑理论结果的对比，验证了所建模型的正确性和有效性。最后基于轮轨滚动噪声和裂纹扩展信号的分形维区别，提出了基于分形维和自适应谱线增强的轮轨滚动噪声消除方法，将分形维作为新的指标引入自适应滤波器的代价函数，并通过对含噪信号去噪证明所提方法既能抑制高速、强轮轨滚动噪声又能增强钢轨裂纹伤损信号。　　分形分析提取了轮轨滚动噪声的固有特征，分形布朗运动模型确定了不同车速下轮轨滚动噪声的分形特性、统计特性、时域特性和频谱特性，对产生轮轨滚动噪声的随机过程给出了有效的数学描述。轮轨滚动噪声能量模型明确了轮轨滚动噪声功率与各影响因素的关系，解释了轮轨滚动噪声幅值变化的原理，为高速情况下轮轨滚动噪声研究奠定了理论基础。基于分形维的自适应谱线增强去噪为高速铁路钢轨健康监测和伤损检测提供了有效方法，保证了高速强噪情况下钢轨伤损信号的获取。本研究为实现真正意义上的AE技术高速铁路钢轨探伤提供了理论基础和方法支持，使进一步的伤损信号分析和分类诊断成为可能。

关键词： 轮轨冲击   车轮多边形   应变率效应   可靠性寿命   有限元仿真  

摘要： 随着我国高速铁路的大规模运营,高速车轮多边形化问题日益凸显,成为轮轨关系领域的研究难题之一,也是目前铁路界备受关注而又难以彻底解决的问题。车轮多边形引起的轮轨冲击,会造成轮轨系统的损伤和车体的异常振动,产生一系列的高/低频冲击噪声和滚动噪声,严重影响了车辆-轨道系统部件的使用寿命和列车乘坐的舒适度,某些极端情况下甚至会给行车安全造成隐患。本文采用有限元模拟为主的研究方法,开展了车轮多边形引起的轮轨冲击力学响应与轮轨系统损伤规律的研究。主要内容与成果包括以下几个方面:(1)建立了轮轨滚动接触三维有限元模型,考虑了轮轨动态接触的几何非线性、材料非线性和接触非线性;将车轮多边形的几何不平顺转换为轮轨接触的位移不平顺,发展了一种可描述车轮真实多边形情况的轮轨动态接触有限元模拟方法,为求解多边形车轮与钢轨间的滚动接触问题提供了一种有效的研究手段。(2)基于上述模型和方法,采用有限元动力学显式算法,在时域内就轮轨间垂向接触力、接触压力、轮轨间应力应变状态等对车轮多边形引起的轮轨间冲击响应进行了分析,比较了周期性和非周期车轮多边形引起的轮轨冲击响应之间的差异,讨论了列车运行速度和周期性车轮多边形阶数对轮轨冲击力学响应的影响。结果表明:车轮多边形严重影响了轮轨系统的正常接触状态;车轮径向偏差的变化对车轮多边形化造成的轮轨间垂向接触力影响很大,且车轮径向偏差变化幅值和变化率越大,其轮轨间垂向接触力也就越大;在本文研究的1阶、3阶和6阶周期性车轮多边形阶数范围内,轮轨间垂向接触力、von Mises等效应力、纵向应力和等效塑性应变的最大值均随着周期性车轮多边形阶数的增加而增大。(3)计及轮/轨材料的应变率效应,研究了考虑轮轨材料应变率效应时车轮多边形条件下的轮轨滚动接触行为,讨论了材料应变率效应对轮轨接触区域压力、轮轨间垂向接触力、轮轨间应力/应变状态的影响。结果表明:轮轨材料的应变率强化效应会显著增大轮轨间von Mises等效应力和显著抑制轮/轨塑性变形。(4)利用随机函数和均匀分布,基于MATLAB生成车轮多边形产生的轮轨间随机不平顺位移激励,借助于上述轮轨动态接触有限元模型的模拟方法,对随机化车轮多边形引起的轮轨冲击响应进行了研究,分析了不同列车运行速度和不同多边形阶数对轮轨间垂向接触力和车轮踏面上von Mises等效应力的影响。结果表明:在车轮与钢轨滚动接触一周的整个过程中,车轮踏面上的轮轨间接触应力最大值呈现出先增大后减小的周期性变化趋势。(5)基于轮轨滚动接触的动态有限元仿真分析结果,研究了车轮多边形对列车车轴所受附加载荷和车轮疲劳寿命的影响,得到了车轮多边形条件下的车轴附加载荷系数,预测了多边形条件下的车轮疲劳寿命。结果表明:随着列车运行速度的增加,其车轴附加载荷系数整体呈现出增长的趋势,对于给定的速度工况,周期性车轮多边形阶数越高,其车轴附加载荷系数也越大;此外,车轮多边形会导致车轮轮辋和轮毂部分的疲劳寿命降低。本文系统研究了车轮多边形条件下的高速轮轨滚动接触行为以及对轮轨系统造成的损伤情况,阐明了一些关键参数对车轮多边形引起的轮轨冲击力学响应带来的影响,可为轮轨系统的优化设计与列车的安全运营提供相应的理论和技术支持。