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基于实测轮轨廓形匹配的服役动车组等效锥度修正方法研究

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铁道机车车辆 2024年第2期44卷 119-123页

作者：田光荣于卫东王兴华李方烜干锋中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 中国国家铁路集团有限公司机辆部北京100844 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实... 详细信息

轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实测轮轨廓形匹配等效锥度的要求,文中研究提出了一种服役状态下动车组等效锥度运用标准的修正方法。通过构建有效的服役轮廓数据库,并与标准轮轨廓形匹配的等效锥度进行对比计算,可得到不同轮廓所对应的修正值累积概率分布曲线,在此基础上结合现场需求,通过分步实施对现有检测手段得到的等效锥度结果予以修正,结合相关运用标准决策车轮旋修。此方法为车轮视情旋修运用标准的落地提供了可靠的方法和数据支撑。

关键词：视情旋修轮轨匹配等效锥度修正方法运用标准

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基于轮轨匹配的车辆横向稳定性分析

机械工程学报 2008年第3期44卷 22-28页

作者：朴明伟樊令举梁树林兆文忠大连交通大学机械工程学院大连116028 长春轨道客车股份有限公司研发技术中心长春130024

为使车辆横向稳定仿真分析更好地体现其特殊的自激振动意义,提出一种基于轮轨匹配的横向稳定性分析新方法。与轮对几何接触相比,自由轮对接触过程(接触几何/力学)可以得到更加精确的匹配计算结果。结合地铁车辆实例,运用临界速度线性分... 详细信息

为使车辆横向稳定仿真分析更好地体现其特殊的自激振动意义,提出一种基于轮轨匹配的横向稳定性分析新方法。与轮对几何接触相比,自由轮对接触过程(接触几何/力学)可以得到更加精确的匹配计算结果。结合地铁车辆实例,运用临界速度线性分析方法给出车辆临界速度随等效锥度的变化曲线。若轮轨匹配合理,临界速度的线性结果与非线性仿真验证相吻合。临界速度的非线性影响主要取决于轮轨匹配,当轮对蛇行稳定极限环很小时其非线性影响不可忽视。除轮轨匹配外,利用临界速度线性分析方法给出轮对质量、一系悬架纵向和横向刚度、横向减振器阻尼3个参数对临界速度的敏感影响,并提出地铁车辆在既有线路提速的优化方案。

关键词：地铁车辆轮轨匹配横向稳定性临界速度等效锥度

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高速铁路轮轨匹配存在问题及对策

中国铁道科学 2017年第5期38卷 78-84页

作者：周清跃刘丰收张银花田常海俞喆张金中国铁道科学研究院金属及化学研究所北京100081

对我国高速铁路因轮轨匹配问题而导致轮轨接触位置不良、动车组构架横向加速度超限报警、动车组异常抖动、钢轨波磨、道岔直尖轨非工作边疲劳裂纹等的具体成因进行研究,并主要从轮轨接触关系、等效锥度、轮轨匹配、钢轨打磨、道岔直尖... 详细信息

对我国高速铁路因轮轨匹配问题而导致轮轨接触位置不良、动车组构架横向加速度超限报警、动车组异常抖动、钢轨波磨、道岔直尖轨非工作边疲劳裂纹等的具体成因进行研究,并主要从轮轨接触关系、等效锥度、轮轨匹配、钢轨打磨、道岔直尖轨处理等方面提出对应的解决方案。结果表明:车轮型面与60钢轨廓形不匹配导致了轮轨接触位置不良,采用60N钢轨可使轮轨的接触位置居中;按设计的钢轨廓形或60N钢轨廓形进行钢轨打磨,可以有效降低轮轨的等效锥度,从而抑制动车组异常抖动和构架横向加速度超限;采用GMC96—B型和GMC96—X型钢轨打磨车打磨产生的钢轨周期性磨痕波深较大时,容易发展成钢轨波磨,而采用大机打磨可有效治理钢轨波磨;道岔直尖轨非工作边因未倒棱且长期承受应力集中作用是造成其产生疲劳裂纹的根本原因,可采用倒圆和组合断面轨面修型处理,有效控制直尖轨非工作边的疲劳伤损。

关键词：轮轨匹配轮轨接触关系构架横向加速度钢轨波磨等效锥度高速铁路

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轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响

浙江大学学报（工学版） 2022年第9期56卷 1772-1779页

作者：张斌关庆华李伟周亚波温泽峰西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了综合分析轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响机理,采用动力学试验与数值仿真相结合的方法展开研究.测试车辆晃动的横向振动加速度、轮轨廓形及轨道不平顺,掌握车辆晃动、不同轮轨匹配特征,分析轨道不平顺及轮轨匹配对车辆晃... 详细信息

为了综合分析轨道不平顺与轮轨匹配对地铁车辆晃动的影响机理,采用动力学试验与数值仿真相结合的方法展开研究.测试车辆晃动的横向振动加速度、轮轨廓形及轨道不平顺,掌握车辆晃动、不同轮轨匹配特征,分析轨道不平顺及轮轨匹配对车辆晃动的影响.结果表明:当地铁运行线路存在周期性轨道不平顺时,将严重影响车辆平稳性;不同轮轨型面匹配引起的转向架蛇行运动频率与轨道激励频率、车体滚摆模态频率的接近程度不同,是导致车辆平稳性存在差异的原因.及时处理轨道周期性不平顺,合理控制轮轨型面匹配的等效锥度能够有效改善地铁车辆的运行品质.

关键词：地铁车辆晃动轮轨匹配轨道不平顺耦合共振

基于轮轨匹配的小曲线轮缘异常磨耗机理与控制措施

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振动与冲击 2022年第18期41卷 127-133页

作者：许自强董孝卿彭中彦陈彪中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 广东广珠城际轨道交通有限责任公司广州510335

部分城际线路出现了轮缘异常快速磨耗问题,造成车轮频繁镟修,轮对提前报废,极大的增加运营成本,影响运营秩序。为了分析轮缘异常磨耗原因,对城际线路轮轨异常磨耗进行了现场调研,以实测轮轨型面为输入,采用轮轨几何匹配关系、轮轨磨耗... 详细信息

部分城际线路出现了轮缘异常快速磨耗问题,造成车轮频繁镟修,轮对提前报废,极大的增加运营成本,影响运营秩序。为了分析轮缘异常磨耗原因,对城际线路轮轨异常磨耗进行了现场调研,以实测轮轨型面为输入,采用轮轨几何匹配关系、轮轨磨耗分析等方法研究了轮缘异常磨耗机理,并通过现场测试与仿真分析相结合对轮缘减磨措施效果进行了分析。结果表明,在长期运用中个别线路的小曲线钢轨轨头型面严重偏磨,廓形偏离初始设计,车轮廓形与磨耗钢轨严重不匹配,轮缘出现快速磨耗,且轮缘外形与严重磨耗钢轨廓形接近,逐渐形成共形磨耗。通过现场测试分析发现:为了降低动车组轮缘磨耗速率,建议优先对钢轨打磨恢复钢轨设计廓形,同时采取轮轨润滑措施,可显著降低轮缘磨耗;其次采用车辆定期换端运行、轮轨型面优化等措施。

关键词：轮缘磨耗现场试验小曲线轮轨匹配减磨措施

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钢轨打磨对动车组轮轨匹配及磨耗影响研究

铁道学报 2020年第3期42卷 42-46页

作者：徐凯李芾李金城吴昊西南交通大学机械工程学院四川成都610031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为解决动车组车辆在运行中出现的晃车及加速度异常情况,对磨耗后钢轨型面进行打磨,并通过仿真分析以及跟踪测量对打磨效果进行评估。分析结果表明,打磨后轮轨接触点对分布较打磨前更窄,分布于滚动圆附近,轮对发生横移时滚动圆半径变化较... 详细信息

为解决动车组车辆在运行中出现的晃车及加速度异常情况,对磨耗后钢轨型面进行打磨,并通过仿真分析以及跟踪测量对打磨效果进行评估。分析结果表明,打磨后轮轨接触点对分布较打磨前更窄,分布于滚动圆附近,轮对发生横移时滚动圆半径变化较小,但由于其较小的接触面积导致接触应力较大,易产生较大的垂磨;打磨后钢轨匹配时由于等效锥度较小,对车辆运行稳定性及车体振动起到改善作用;打磨后钢轨的磨耗位置居中,磨耗面积小但垂直磨耗大,在运行一段时间后,轮轨接触光带会缓慢增大。因此,钢轨打磨缓解了车辆运行过程中构架横向加速度异常的情况,虽其滚动圆处垂磨较大,但其总磨耗量较打磨前小,且降低了对钢轨的损伤,有利于延长钢轨的寿命。

关键词：动车组钢轨打磨轮轨匹配磨耗

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轮轨匹配优化及其可视化的研究与应用

计算机工程与应用 2014年第19期50卷 267-270页

作者：向文良罗显光闭业宾湘潭大学机械工程学院湖南湘潭411105 南车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

针对目前工程上采用经验和试验方法确定轮轨外形匹配的问题,提出了轮轨接触的几何外形匹配优化及其可视化算法。算法用三次样条曲线拟合轮轨外形,差分法确定插值边界条件;采用二分法迭代求解轮对侧滚角解算出轮轨接触点位置,进而得到轮... 详细信息

针对目前工程上采用经验和试验方法确定轮轨外形匹配的问题,提出了轮轨接触的几何外形匹配优化及其可视化算法。算法用三次样条曲线拟合轮轨外形,差分法确定插值边界条件;采用二分法迭代求解轮对侧滚角解算出轮轨接触点位置,进而得到轮轨接触几何参数;利用MATLAB及Visual C++动态地将计算结果可视化。该算法实现了轮对等效锥度与横移量的定量分析,为轮轨匹配优化提供了新的方法,仿真结果表明,该算法具有较强的鲁棒性和通用性。

关键词：轮轨匹配轮轨接触可视化样条插值混合编程

轮轨匹配与轨道不平顺对地铁车辆横向晃动影响研究

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轮轨匹配与轨道不平顺对地铁车辆横向晃动影响研究

作者：张斌西南交通大学

学位级别：硕士

地铁已经成为人们日常出行不可或缺的交通工具之一,其车辆运动稳定性、运行平稳性及运行安全性更是受到了人们的普遍关注。近年来,某型地铁车辆在实际线路的直线段高速运行时出现了低频横向晃动现象,严重影响了乘客的乘坐舒适性,引起了... 详细信息

地铁已经成为人们日常出行不可或缺的交通工具之一,其车辆运动稳定性、运行平稳性及运行安全性更是受到了人们的普遍关注。近年来,某型地铁车辆在实际线路的直线段高速运行时出现了低频横向晃动现象,严重影响了乘客的乘坐舒适性,引起了相关运营人员的高度重视。掌握地铁车辆的低频横向晃动机理,可为其控制措施的制定提供参考。因此,有必要对地铁车辆的横向晃动现象展开深入研究。针对某地铁车辆在直线段高速运行时出现的低频横向晃动现象,本文通过分析车辆不同部位的振动加速度明确了地铁车辆的低频横向晃动特征,建立了地铁车辆系统动力学模型,探究了地铁车辆低频横向晃动机理,分析了实测轮轨廓形匹配与轨道不平顺对地铁车辆横向晃动的影响。主要工作和结论如下:(1)对国内外有关轨道车辆转向架及车体蛇行运动的研究进行了综述,总结了不同类型车辆低频横向晃动的影响因素,提出了本文研究的技术路线。(2)对某型地铁车辆在实际线路条件下直线段高速运行时出现的晃动现象进行了调查测试,分析了车辆不同部位的振动加速度、车轮廓形及车辆发生晃动区段的轨道状态。结果表明:地铁车辆晃动特征为低频横向晃动,姿态为滚摆运动;轮轨型面存在相似的磨耗特征,车辆晃动区间的轨道不平顺存在较为明显的周期性特征。(3)以所研究线路车辆参数为基础,建立了地铁车辆系统动力学模型,利用实测数据对模型进行了验证。复现了车辆的低频横向晃动现象,结合车辆系统悬挂模态计算,明确了地铁车辆发生低频横向晃动时的振动形态为上心滚摆。(4)利用地铁车辆系统动力学模型,以所调查线路的轮轨状态为输入,开展了实际运行条件下的车辆动态仿真,研究了地铁车辆的低频横向晃动机理。结果表明:地铁车辆在直线段高速运行时,特定速度下的转向架蛇行运动频率与轨道激励频率、车体上心滚摆频率接近导致车辆发生了低频横向晃动;影响地铁车辆低频横向晃动的关键因素为轮轨匹配与轨道不平顺。(5)仿真研究了实测轮轨廓形匹配及轨道不平顺对地铁车辆晃动的影响规律。结果表明:实测轮轨廓形匹配引起的等效锥度变化对车辆横向晃动有较大影响;周期性方向不平顺对地铁车辆横向晃动的影响最大,4～25 m波长范围影响最为显著;16～22 m波长范围的周期性水平不平顺及扭曲不平顺对地铁车辆横向平稳性也有一定影响。(6)针对所研究地铁线路和车辆条件,提出了地铁车辆低频横向晃动的治理措施建议:提高车辆的蛇行运动稳定性;控制轮轨匹配的等效锥度处于较低水平;加强对轨道不平顺的管理,避免敏感波长范围周期性轨道不平顺的形成。

关键词：地铁车辆横向晃动平稳性轮轨匹配轨道不平顺

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地铁车轮磨耗及其对轮轨匹配状态的影响

城市轨道交通研究 2017年第11期20卷 17-20,100页

作者：曹洪凯周业明关庆华陶功权中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛工程师266111 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

对国内某地铁线路的车轮磨耗规律进行了现场调查和分析。车轮磨耗集中于轮缘根部和踏面-25~30 mm范围。LM32模板动车车轮踏面磨耗突出区为-8^-4 mm,25万~40万km里程车轮最大磨耗量为2.5~4.0 mm。采用薄轮缘LM30模板镟轮的拖车车轮踏面... 详细信息

对国内某地铁线路的车轮磨耗规律进行了现场调查和分析。车轮磨耗集中于轮缘根部和踏面-25~30 mm范围。LM32模板动车车轮踏面磨耗突出区为-8^-4 mm,25万~40万km里程车轮最大磨耗量为2.5~4.0 mm。采用薄轮缘LM30模板镟轮的拖车车轮踏面磨耗集中在-10~10mm范围,19万km以内里程踏面磨耗量为0.2~0.5 mm。利用轮轨接触几何理论和轮轨滚动接触理论,研究不同车轮磨耗状态下的轮轨静态匹配性能,包括接触点对分布和轮轨接触应力,分析车轮表面裂纹的机理。车轮轮缘根部与钢轨轨距角集中接触容易导致接触光带偏向轨距角。轮缘根部及踏面上小曲率半径区与钢轨集中接触是产生车轮踏面接触疲劳的主要原因。

关键词：地铁轮轨磨耗轮轨匹配疲劳裂纹