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变轨距机车动力学性能分析与踏面磨耗预测

机械工程学报 2025年 282-295页

作者：石怀龙王开云戴焕云徐艳辉陈吉永刘志强西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室中车大同电力机车有限公司技术中心

为支撑跨国互联互通和“一带一路”铁路建设，分析HXD2型机车在中国准轨、欧洲准轨和宽轨3种轨距线路上的轮轨关系、动力学性能及基于国标/苏标/欧标标准的评价差异，进而考虑轮轨界面参数随机变化，预测JM3踏面在不同轨距线路上的车轮... 详细信息

为支撑跨国互联互通和“一带一路”铁路建设，分析HXD2型机车在中国准轨、欧洲准轨和宽轨3种轨距线路上的轮轨关系、动力学性能及基于国标/苏标/欧标标准的评价差异，进而考虑轮轨界面参数随机变化，预测JM3踏面在不同轨距线路上的车轮磨耗演化规律。结果表明：根据等效锥度来评价10种踏面在不同轨距线路下的适应性，发现宽轨线路上的既有踏面能够兼顾两种准轨，而欧洲和中国既有踏面难以兼顾3种线路；JM、JM2、JM3、S1002和Belarus踏面在中国准轨和宽轨上的临界速度均满足最高120km/h实际运营速度需求，而JM3和S1002还可以兼顾欧洲准轨，但不同踏面或不同线路上的动力学指标差异不大；欧标的蛇行稳定性评价结果比国标更严格，相差1～2倍，而国标和欧标的运行品质评价结果基本一致，差异在10%以内；国标的平稳性指标比苏标严格约10%；苏标的安全性评价结果比另两个标准略宽松15%；在不考虑牵引制动影响下，一位和二位轮对踏面磨耗分布不同，导致等效锥度增长规律不同，一位轮对的锥度逐渐降低；欧洲准轨上的踏面磨耗深度和体积最大，宽轨上最小而中国准轨居中。

关键词：机车车辆轮轨关系动力学车轮磨耗轨距评价标准

货物列车敞车空载及侧风运营条件下的运行安全性研究

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工程力学 2025年第1期42卷 249-258页

作者：何文涛胡彦霖閤鑫王开云西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了探究侧风对货物列车敞车空载条件下运行性能的影响，建立了考虑机车和多节敞车的货物列车空气动力学模型，研究了不同风速和风向角下列车的气动特性。进一步基于Cooper理论建立了瞬态侧风风谱，模拟了敞车空载及侧风运营条件下的非... 详细信息

为了探究侧风对货物列车敞车空载条件下运行性能的影响，建立了考虑机车和多节敞车的货物列车空气动力学模型，研究了不同风速和风向角下列车的气动特性。进一步基于Cooper理论建立了瞬态侧风风谱，模拟了敞车空载及侧风运营条件下的非定常气动载荷。最后建立了考虑气动载荷的列车动力学模型，分析了侧向随机风作用下车辆的动力学性能，并给出运行建议安全域。研究结果表明：侧风作用下列车前部敞车受到的气动侧力和升力最大;风向角为90°条件下横风对车辆运行安全性影响最显著，且各项安全性指标随风速增大迅速增大;当风速超过20 m/s时，敞车空载运行安全性随风速增大迅速恶化。

关键词：敞车横风非定常气动载荷动力学运行安全性

来源：博看期刊评论

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波磨对轮轨系统动力特性的影响分析

中国铁道科学 2018年第5期39卷 42-50页

作者：宋小林翟婉明王开云西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

针对某地铁曲线路段钢轨波磨频发的问题,现场测量了20处钢轨的波磨,并以该实测的波磨作为激励,利用车辆—轨道耦合动力学模型,研究波磨对轮轨系统动力特性的影响规律。结果表明:该地铁波磨的纵向长度为1.5~3.0m,最大波深为0.2~0.4mm,波... 详细信息

针对某地铁曲线路段钢轨波磨频发的问题,现场测量了20处钢轨的波磨,并以该实测的波磨作为激励,利用车辆—轨道耦合动力学模型,研究波磨对轮轨系统动力特性的影响规律。结果表明:该地铁波磨的纵向长度为1.5~3.0m,最大波深为0.2~0.4mm,波长范围在140~200mm,接近或者达到钢轨打磨限值,但是轮轨系统响应并未超限;波磨波深与轮轨垂向力、轮对垂向加速度和钢轨垂向加速度都没有明显的对应关系;波深时变率与钢轨垂向加速度没有明显的对应关系,但与轮轨垂向力和轮对垂向加速度都有较明显的线性对应关系,波磨波深变化快的位置,即波深时变率的峰谷值附近,都对应着轮轨垂向力和轮对垂向加速度的极值。由于波深时变率与轮轨垂向力和轮对垂向加速度之间有明显、一致的线性对应关系,基于波磨波深时变率的钢轨打磨标准比基于波深的打磨标准更加直观和合理。

关键词：地铁钢轨波磨轮轨系统动力特性波磨波深时变率

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轨道交通结构服役性能演变与安全控制

科学通报 2019年第25期64卷 2564-2565页

作者：王开云西南交通大学牵引动力国家重点实验室

轨道交通是国家重要基础设施和交通运输的大动脉,对推动社会经济发展起到了至关重要的作用.世界各国高度重视轨道交通的发展,进入21世纪以来,我国高速铁路、重载铁路、城市轨道交通发展迅猛,取得了辉煌的成就.截至2018年底,中国高速铁... 详细信息

轨道交通是国家重要基础设施和交通运输的大动脉,对推动社会经济发展起到了至关重要的作用.世界各国高度重视轨道交通的发展,进入21世纪以来,我国高速铁路、重载铁路、城市轨道交通发展迅猛,取得了辉煌的成就.截至2018年底,中国高速铁路运营里程已达29000km,占全世界高速铁路总里程的2/3左右,成为世界上高铁里程最长、运输密度最高、成

关键词：重载铁路城市轨道交通高速铁路安全控制服役性能

车辆—轨道耦合动力学仿真软件TTISIM及其试验验证

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中国铁道科学 2004年第6期25卷 48-53页

作者：王开云翟婉明西南交通大学列车与线路研究所四川成都610031

TTISIM仿真软件采用现代车辆—轨道耦合动力学理论,全面考虑轨道结构参振影响及动态轮轨空间接触几何关系。结合近年来国内有关提速、脱轨、新型机车车辆动力学现场试验,对TTISIM软件进行了系统的分析验证。结果表明,用该仿真软件计算... 详细信息

TTISIM仿真软件采用现代车辆—轨道耦合动力学理论,全面考虑轨道结构参振影响及动态轮轨空间接触几何关系。结合近年来国内有关提速、脱轨、新型机车车辆动力学现场试验,对TTISIM软件进行了系统的分析验证。结果表明,用该仿真软件计算的结果与试验测量结果吻合良好,说明该仿真软件可以用来分析研究各种铁道机车车辆在不同状态线路上运行时的动力学性能。

关键词：车辆一轨道耦合动力学仿真软件 TTISIM 验证

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直线与曲线轨道上车辆悬挂相对位移的计算

西南交通大学学报 2003年第2期38卷 122-126页

作者：王开云翟婉明西南交通大学列车与线路研究所四川成都610031

借助分析刚体上任意点相对其参考坐标系的位移的方法,通过在直线轨道和曲线轨道上分别建立不同的参考坐标系,经过坐标系之间变换,可快捷和准确地计算出直线轨道和曲线轨道上车辆系统悬挂相对位移.

关键词：相对位移直线轨道曲线轨道车辆系统动力学悬挂装置悬挂力计算方法

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重载列车动能闯坡计算方法及应用

西南交通大学学报 2015年第5期50卷 771-775,795页

作者：王开云黄超西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究重载列车动能闯坡性能,基于列车纵向动力学理论,充分考虑线路的平纵断面因素,建立了列车多质点分析模型.以列车坡顶速度不得小于机车的计算速度为评判准则,提出了列车动能闯坡的最低速度计算方法.针对重载列车扩编后遇到的动能... 详细信息

为了研究重载列车动能闯坡性能,基于列车纵向动力学理论,充分考虑线路的平纵断面因素,建立了列车多质点分析模型.以列车坡顶速度不得小于机车的计算速度为评判准则,提出了列车动能闯坡的最低速度计算方法.针对重载列车扩编后遇到的动能闯坡实际工程问题,以某运煤专线计划增开万吨重载列车为例进行了动能闯坡最低速度的计算,计算结果表明:最低闯坡速度为72.80 km/h,坡顶最低速度为51.62 km/h,机车的计算速度为51.50 km/h,二者仅相差0.23%,说明该方法具有较高的计算精度.

关键词：列车纵向动力学牵引计算多质点模型最低速度法

纵向压力作用下重载机车与轨道的动态相互作用

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西南交通大学学报 2009年第1期44卷 7-12页

作者：王开云翟婉明西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究重载机车的轮轨动态安全性,考虑车钩纵向力对重载机车与轨道结构系统动力学性能的影响,根据实测车钩力和线路不平顺,对重载机车在直线轨道和曲线轨道上制动时的轮轨动态相互作用性能进行了仿真计算.研究结果表明,在纵向车钩力为... 详细信息

为了研究重载机车的轮轨动态安全性,考虑车钩纵向力对重载机车与轨道结构系统动力学性能的影响,根据实测车钩力和线路不平顺,对重载机车在直线轨道和曲线轨道上制动时的轮轨动态相互作用性能进行了仿真计算.研究结果表明,在纵向车钩力为1500 kN,车钩自由角为3°的工况下,重载机车以80 km/h的速度在直线轨道上和以60 km/h的速度在曲线轨道上制动时,所有轮轨安全性能指标满足行车要求.

关键词：重载机车纵向力动态相互作用安全性

新型160km·h^(-1)集装箱专用平车动力学性能分析

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中国铁道科学 2009年第6期30卷 91-96页

作者：孟宏翟婉明王开云安卫西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 南车二七车辆有限公司产品开发部北京100072

针对研制中的时速160 km新型快速集装箱专用平车存在的横向运动稳定性差、对线路的动力作用相对较大等问题,提出如下4项改进措施优化车辆设计。①采用增大车体抗扭刚度和侧滚转动惯量的侧墙结构;②一系悬挂采用单拉杆加钢弹簧结构的弹... 详细信息

针对研制中的时速160 km新型快速集装箱专用平车存在的横向运动稳定性差、对线路的动力作用相对较大等问题,提出如下4项改进措施优化车辆设计。①采用增大车体抗扭刚度和侧滚转动惯量的侧墙结构;②一系悬挂采用单拉杆加钢弹簧结构的弹性定位方式;③适当减小二系悬挂的横向刚度;④选择常接触弹性旁承参数时兼顾车辆的横向运动稳定性和曲线通过性能。建立平车与轨道动态相互作用分析模型,并采用机车车辆—轨道耦合动力学仿真分析软件分析改进后时速160 km新型快速集装箱专用平车的动力学性能。仿真结果表明:改进后的时速160 km新型快速集装箱专用平车具有良好的横向运动稳定性、曲线通过性能和直线运行平稳性,轮轨动力作用较低;以时速50 km侧向通过12#固定辙叉道岔和以时速160 km通过轨道低接头时,对线路的动力作用均满足设计规范要求。

关键词：集装箱专用平车动力学性能优化设计临界速度轮轨动力作用