检索结果-南通市图书馆

高速动车组车轮磨耗对轮轨接触关系及车辆动力学性能的影响

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中国铁道科学 2020年第6期41卷 117-126页

作者：孙丽霞李晓峰胡晓依常崇义成棣周春阳中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心转向架研发部吉林长春130062

基于京沪高铁运营的某型动车组1号车8个车轮的64组车轮型面及构架和车体振动加速度在车轮1个镟修周期内的跟踪测试结果,建立并验证高速车辆动力学分析模型,研究实测型面车轮与实测廓形钢轨匹配时轮轨接触点分布、等效锥度曲线、轮轨接... 详细信息

基于京沪高铁运营的某型动车组1号车8个车轮的64组车轮型面及构架和车体振动加速度在车轮1个镟修周期内的跟踪测试结果,建立并验证高速车辆动力学分析模型,研究实测型面车轮与实测廓形钢轨匹配时轮轨接触点分布、等效锥度曲线、轮轨接触带宽等轮轨非线性特征随车轮镟后运行里程的变化规律。采用非线性稳定性及蛇行失稳极限环分析方法,从蛇行失稳临界速度、极限环分岔形式和蛇行失稳频率的角度,研究车轮磨耗对车辆蛇行运动稳定性的影响规律。结果表明:车轮磨耗速率、等效锥度、轮轨接触带宽随车轮镟后运行里程的变化均呈现非线性变化规律;随着车轮镟后运行里程的增加,车辆蛇行临界速度总体呈现下降趋势;当LMB10型面车轮镟后运行里程达到14.7万km时,车辆蛇行失稳表现出超临界和亚临界失稳的组合特征,达到20.6万km时,等效锥度曲线呈现明显的负锥度特性,构架横向振动加速度、脱轨系数最大值较镟修周期中期略有增大,轮轨横向力较镟修周期中期明显增大,车辆的蛇行失稳极限环表现出典型的超临界分岔特征。

关键词：动车组车轮磨耗轮轨接触关系车辆动力学等效锥度临界速度极限环分岔

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普速铁路钢轨打磨对轮轨接触关系的影响

中国铁道科学 2020年第6期41卷 109-116页

作者：郭战伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044

在实测普速铁路车轮型面的基础上,选取具有代表性磨耗特征的车轮型面;采用个性化钢轨打磨目标廓形设计方法,对直线和曲线钢轨打磨目标廓形进行设计;基于多体动力学软件SIMPACK,建立客车、货车动力学模型,研究钢轨打磨后廓形对直线和曲... 详细信息

在实测普速铁路车轮型面的基础上,选取具有代表性磨耗特征的车轮型面;采用个性化钢轨打磨目标廓形设计方法,对直线和曲线钢轨打磨目标廓形进行设计;基于多体动力学软件SIMPACK,建立客车、货车动力学模型,研究钢轨打磨后廓形对直线和曲线区段上轮轨接触关系和车辆动力学性能的影响,并进行现场测试验证。结果表明:按照钢轨优化廓形打磨后,直线区段钢轨光带宽度为30 mm左右,轮轨接触点集中分布在轨顶中心附近区域,车辆运行稳定性和横向平稳性均得到明显改善;曲线区段上股钢轨轮轨接触位置的分布更为合理,轨侧轮轨接触概率有所减小,轮轨冲角减小4.2%~5.4%,纵向蠕滑率下降49.3%~50.3%,钢轨侧磨速率下降32%~65%。现场测试结果与仿真分析结果基本吻合,表明钢轨廓形优化和打磨能够有效延长钢轨使用寿命。

关键词：普速铁路钢轨打磨车轮型面钢轨廓形轮轨接触关系动力学性能

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固定辙叉轮轨接触关系算法研究及软件开发

铁道标准设计 2016年第5期60卷 15-19,24页

作者：赵卫华王平黄惟福建工程学院土木工程学院福州350118 福建省土木工程新技术与信息化重点实验室福州350118 西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031

基于轮轨接触理论,考虑固定辙叉复杂的轨头廓形变化及轨距线不连续,提出能够准确计算固定辙叉轮轨接触参数的算法并编制相应计算软件。通过现场试验,对LM型踏面通过60 kg/m钢轨12号合金钢组合辙叉时的轮轨接触点位置(包括沿辙叉纵向和... 详细信息

基于轮轨接触理论,考虑固定辙叉复杂的轨头廓形变化及轨距线不连续,提出能够准确计算固定辙叉轮轨接触参数的算法并编制相应计算软件。通过现场试验,对LM型踏面通过60 kg/m钢轨12号合金钢组合辙叉时的轮轨接触点位置(包括沿辙叉纵向和各关键断面)进行测量,并与软件计算结果对比分析;采用该算法分析60 kg/m钢轨12号提速道岔整铸辙叉翼轨加高这一优化设计对轮轨接触参数的影响。结果表明,沿辙叉走行方向和辙叉各关键断面,实测值与软件计算的轮轨接触点变化规律基本一致;对翼轨适当加高可以优化轮轨接触关系,降低辙叉竖向不平顺,验证了该算法的正确性和软件的可行性,便于准确、高效地对固定辙叉区轮轨关系进行优化设计。

关键词：铁路道岔固定辙叉轮轨接触关系软件开发不平顺优化设计

基于轮轨接触关系的高速道岔转辙器钢轨廓形打磨方案

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铁道建筑 2022年第1期62卷 31-34页

作者：王健中国铁路设计集团有限公司线站院天津300308

为提升车辆通过高速道岔时的运行平稳性,基于迹线法建立车轮与道岔钢轨接触几何计算模型,分析车辆通过道岔转辙器时的轮轨接触点对分布特性,发现轮轨接触位置不集中和突变是降低车辆运行平稳性的主要因素。以降低接触突变幅度为原则提... 详细信息

为提升车辆通过高速道岔时的运行平稳性,基于迹线法建立车轮与道岔钢轨接触几何计算模型,分析车辆通过道岔转辙器时的轮轨接触点对分布特性,发现轮轨接触位置不集中和突变是降低车辆运行平稳性的主要因素。以降低接触突变幅度为原则提出转辙器钢轨廓形打磨方案,并基于轮轨接触几何模型和车辆-道岔多刚体动力学模型,对道岔钢轨打磨的效果进行研究。结果表明:钢轨廓形打磨能有效降低道岔区轮轨接触不平顺和等效锥度,利于提升车辆的运行平稳性;打磨后轮轨横向力、车体横向加速度、脱轨系数的最大值分别降低了39.5%、7.4%、41.7%,该廓形打磨方案对提升道岔服役性能效果明显。

关键词：高速道岔转辙器钢轨打磨打磨方案运行平稳性轮轨接触关系轨道不平顺

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高速列车道岔通过轮轨接触关系及动力学研究

高速列车道岔通过轮轨接触关系及动力学研究

作者：吕小勇西南交通大学

学位级别：硕士

道岔是铁路线路的重要组成部分，车辆在道岔线路运行的环境有别于区间线路，在道岔区轮轨多点接触、结构不平顺和随机不平顺等运行环境的影响下，轮轨接触关系更为复杂，车辆的振动更加剧烈。因此研究车辆通过道岔区的动力学性能尤为重... 详细信息

道岔是铁路线路的重要组成部分，车辆在道岔线路运行的环境有别于区间线路，在道岔区轮轨多点接触、结构不平顺和随机不平顺等运行环境的影响下，轮轨接触关系更为复杂，车辆的振动更加剧烈。因此研究车辆通过道岔区的动力学性能尤为重要，本文建立了60 kg/m的18号高速可动心轨道岔模型，结合理论计算与动力学仿真，分析高速动车组车辆通过道岔的相关动力学问题，主要开展的工作如下：　　（1）变截面高速道岔模型建立：介绍了道岔的结构特征，根据18号高速道岔平面布置图和道岔基本参数，通过理论刨切和插值的方法获取道岔建模的关键截面，在Simpack中建立了考虑钢轨变截面特性、轮背与护轨接触特性的道岔动力学模型，并计算道岔区的结构不平顺，拟合中国高速铁路无砟轨道不平顺。　　（2）道岔区轮轨接触关系研究：介绍轮轨接触几何关系和轮轨接触力学关系的求解理论，采用最小距离搜索法确定道岔区轮轨接触点的位置，计算轮轨接触参数，基于半赫兹接触理论计算岔区的轮轨接触斑。发现在没有轨道随机不平顺的影响下，车辆通过道岔时变截面侧的轮轨接触点逐渐外离，滚动圆半径不断减小，在转辙区，距离尖轨尖端5～8 m的位置处接触点会发生突变，同样在辙叉区，距尖轨尖端54.6 m和58.4 m 的位置也会发生接触点突变，轮载发生转移，接触斑内的法向应力增大，产生较大的瞬时冲击。　　（3）车辆通过道岔的动力学响应：在Simpack中建立50自由度的单车多刚体车辆模型，对车辆–道岔相互作用模型进行验证;以区间线路的动力学评价标准作为参考，结合道岔区的轮轨冲击特性选取动力学评价指标，仿真车辆通过道岔的动力学响应。发现直逆向通过道岔时尖轨处的横向冲击和心轨处的垂向冲击较大，但其评价指标远小于安全限值;侧逆向通过道岔时尖轨的横向冲击和护轨对轮背的横向冲击影响很大，动力学指标普遍大于直逆向过岔的指标。　　（4）道岔区的蛇行稳定性分析：分析直逆向高速通过道岔时出现的晃车现象，仿真复现岔区的蛇行运动。发现在极小的等效锥度下，车辆以350 km/h的速度通过道岔时会出现主频为1.26 Hz的低频晃车;在车轮过度磨耗后，车辆蛇行稳定性不足，通过道岔时其结构不平顺导致车辆出现主频为8.06 Hz的转向架蛇行。通过调整车辆的悬挂参数可以抑制岔区蛇行，但固定的参数不能兼顾两种蛇行运动，需要根据车辆的失稳形式主动调整参数可以提高车辆通过道岔的安全性和平稳性。

关键词：高速列车道岔通过轮轨接触关系动力学响应

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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基于不同车轮直径的轮轨接触关系问题

机车电传动 2016年第6期 30-34页

作者：张茂松李芾杨阳西南交通大学机械工程学院四川成都610031

针对不同车辆的车轮直径差异问题,研究了车轮直径对轮轨接触几何关系、轮轨接触斑、轮轨最大接触应力、蠕滑率、车辆稳定性以及轮轨磨耗等的影响。通过计算可以得出:随着车轮直径增加,左右车轮滚动圆半径差逐渐增大,等效锥度随着车轮横... 详细信息

针对不同车辆的车轮直径差异问题,研究了车轮直径对轮轨接触几何关系、轮轨接触斑、轮轨最大接触应力、蠕滑率、车辆稳定性以及轮轨磨耗等的影响。通过计算可以得出:随着车轮直径增加,左右车轮滚动圆半径差逐渐增大,等效锥度随着车轮横移量逐渐增大;接触斑面积逐渐变大,轮轨接触最大应力显著下降;轮轨的横向和纵向蠕滑率逐渐减少;车辆的稳定性变好,车辆过曲线时的磨耗变大。

关键词：车轮车轮直径轮轨接触关系铁道车辆

基于轮轨接触关系的列车运行安全预测仿真研究

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石家庄铁路职业技术学院学报 2019年第3期18卷 47-52页

作者：刘俊君校美玲陈明义石家庄铁道大学

针对判断列车脱轨问题,本文评述了近些年来国内外的研究进展情况。分析了传统判断脱轨的方法,发现传统利用脱轨系数与轮重减载率的车辆脱轨评价方式都是从轮轨间受力情况方面加以分析,在进行脱轨判定时存在严重的误差与不足。在此基础... 详细信息

针对判断列车脱轨问题,本文评述了近些年来国内外的研究进展情况。分析了传统判断脱轨的方法,发现传统利用脱轨系数与轮重减载率的车辆脱轨评价方式都是从轮轨间受力情况方面加以分析,在进行脱轨判定时存在严重的误差与不足。在此基础上提出了一种基于轮轨相对位移的脱轨预测方法。通过在ADAMS/Rail中建立单车模型,对轮轨作用关系和列车安全性分析研究,经过仿真实验提取轮轨接触点、接触角、接触横移量、车轮抬升量、脱轨系数等参数,以脱轨系数为指导,采用了一种改进的BP神经网络,通过轮轨间几何数据,对列车的运行状态进行了预测实验。结果表明,通过轮轨间位置关系所得到的预测结果与车辆动力学安全性指标数据基本一致,确定了轮轨几何关系与列车运行安全之间存在非线性关系。对轮轨间几何位置同车辆运行安全性关系的研究内容进行了补充,并对列车运行安全性评价提供了参考。

关键词：轮轨接触关系 BP神经网络脱轨系数仿真预测

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道岔区轮轨廓形演变对接触几何关系的影响

中国铁道科学 2023年第5期44卷 169-179页

作者：高原司道林王树国杨东升中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

为揭示轮轨廓形演变对道岔区轮轨接触几何关系的影响,结合迹线法和基于先进经验的窗口放缩搜索法,构建道岔区轮轨多点接触几何模型,并利用传统迹线法和成熟商业软件对比验证几何模型计算的精确性;在测试长期服役过程中真实车轮型面和道... 详细信息

为揭示轮轨廓形演变对道岔区轮轨接触几何关系的影响,结合迹线法和基于先进经验的窗口放缩搜索法,构建道岔区轮轨多点接触几何模型,并利用传统迹线法和成熟商业软件对比验证几何模型计算的精确性;在测试长期服役过程中真实车轮型面和道岔变截面钢轨廓形的基础上,研究不同服役阶段下轮轨廓形演变对接触点分布、滚动圆半径差和侧滚角的影响,进而分析轮轨接触几何关系和轮轨力过渡特性。结果表明:随着道岔通过总重的增加,轮轨接触点从基本轨提前迁移至尖轨;磨耗会导致轮轨接触点发生跳跃、分布不连续,从而显著增加轮轨间动态相互作用;随着磨耗进一步加剧,轮对侧滚角最大值从0.04 mrad逐渐减小至0 mrad并最终出现负值;轮轨垂向力和车体加速度从86.643 kN和0.032 m·s^(-2)分别升至101.466 kN和0.038 m·s^(-2)后,脱轨系数和轮重减载率对应从0.433和0.215分别升至0.505和0.247,显著降低了列车行车平稳性和安全性。

关键词：高速道岔多点接触算法廓形演变轮轨接触关系窗口放缩搜索法

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等效锥度非线性研究及其在踏面设计中的应用

铁道科学与工程学报 2024年第4期21卷 1424-1434页

作者：张笑池茂儒谢雨辰梁树林蔡吴斌李奕潇西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

为研究等效锥度非线性特性对车辆系统动力学和磨耗性能的影响,提出可以用于踏面优化设计的非线性特性建议指标。通过对轮轨关系进行细致推导,应用踏面逆向设计快速递推算法,得到具有不同等效锥度非线性特性的踏面,对不同踏面的轮轨关系... 详细信息

为研究等效锥度非线性特性对车辆系统动力学和磨耗性能的影响,提出可以用于踏面优化设计的非线性特性建议指标。通过对轮轨关系进行细致推导,应用踏面逆向设计快速递推算法,得到具有不同等效锥度非线性特性的踏面,对不同踏面的轮轨关系进行分析。建立车辆系统动力学模型和基于Archard理论的磨耗预测模型,对不同非线性特性踏面的临界速度、横向平稳性、磨耗性能进行对比分析。研究结果表明:非线性因子值过高或过低都会导致临界速度下降,但该指标过高对临界速度影响更大,最大降幅可达20%;等效锥度非线性特性还会影响到踏面的磨耗发展,踏面的初始非线性因子越高,名义等效锥度在磨耗过程中的增长越慢,对延长车轮服役周期是有利的。综合动力学性能及磨耗性能,建议高速列车踏面的非线性因子应取尽可能接近于0的负值。在这一结论的指导下,对S1002CN踏面进行优化设计,得到名义等效锥度为0.1,等效锥度非线性因子为0.013(与S1002CN持平)、-0.002的优化踏面S1002CN_opt1、S1002CN_opt2,优化踏面S1002CN_opt2与S1002CN相比临界速度和横向平稳性有所优化,同时磨耗性能也有所提升。S1002CN_opt2与S1002CN_opt1之间的等效锥度非线性关系在动力学性能及磨耗性能中的表现证明以等效锥度非线性因子限值指导踏面进行优化设计的可行性,研究结果可为踏面设计及轮轨关系研究提供参考。

关键词：等效锥度非线性车轮型面逆向设计车辆系统动力学轮轨接触关系车轮磨耗