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车轮多边形化对高速列车齿轮箱体动态响应的影响

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机车电传动 2017年第6期 52-56页

作者：邹航宇张卫华王志伟西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究高速列车齿轮箱体在受多边形车轮激扰下的动态响应,建立了包含齿轮传动系统和齿轮箱体有限元模型的整车动力学模型。进行了线路实测试验和箱体模态分析。对齿轮箱体上裂纹易于萌生处进行了加速度和动应力分析。结果表明:20阶多... 详细信息

为了研究高速列车齿轮箱体在受多边形车轮激扰下的动态响应,建立了包含齿轮传动系统和齿轮箱体有限元模型的整车动力学模型。进行了线路实测试验和箱体模态分析。对齿轮箱体上裂纹易于萌生处进行了加速度和动应力分析。结果表明:20阶多边形车轮容易引起齿轮箱体的一阶共振,导致振动加速度和应力显著提高,故障工况下的加速度和应力相比正常工况增加了4.6倍和45倍;车轮多边形化对齿轮箱体的影响是局部的,其危险区域为油位观察孔附近和散热筋附近;齿轮箱体发生异常振动时易发生疲劳破坏,箱体的服役寿命随着多边形波深增大而显著降低,应该在运维决策中对破坏危险点进行重点关注。

关键词：车轮多边形化齿轮箱体高速列车共振疲劳

CRH3型动车组车轮多边形化对轮轨接触力的影响

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重庆理工大学学报（自然科学） 2020年第3期34卷 74-79页

作者：邢远阚前华徐祥西南交通大学力学与工程学院成都610031

针对高速铁路频发的车轮多边形问题,探讨了多边形阶数、多边形波深以及行车速度对轮轨接触力的影响。基于多体动力学分析软件SIMPACK建立了CRH3型整车动力学模型,进而考虑实际服役条件,计算不同行车速度下车轮多边形化的轮轨接触力荷载... 详细信息

针对高速铁路频发的车轮多边形问题,探讨了多边形阶数、多边形波深以及行车速度对轮轨接触力的影响。基于多体动力学分析软件SIMPACK建立了CRH3型整车动力学模型,进而考虑实际服役条件,计算不同行车速度下车轮多边形化的轮轨接触力荷载谱,确定高速列车行车条件下轮轨接触力的临界范围。研究结果表明:相同行车速度下波深对轮轨垂向力和横向力的平均值影响均较小,但它们的幅值均随波深的增加而显著增加;相同波深下轮轨垂向力的平均值和幅值均随着行车速度的增加而增加;当多边形阶数高于10阶时,轮轨横向力最大值随着行车速度的增加而增加;然而,当多边形阶数低于10阶时,轮轨横向力最大值会随着行车速度的增加而降低;当波深和行车速度不变时,轮轨垂向力和横向力最大值和幅值均随阶数增加而增加,且在车轮多边形阶数超过10阶时迅速增加;高速列车以250 km/h和300 km/h行驶时,车轮0. 05 mm和0. 1 mm波深情况下对应的车轮多边形阶数限值分别为18阶、15阶和16阶、12阶。

关键词：高速铁路车轮多边形化轮轨接触力波深阶数

基于FBG传感技术的高速列车车轮多边形化道旁在线监测

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智能城市 2020年第19期6卷 149-152页

作者：彭海真深圳市市政工程质量安全监督总站广东深圳516800

文章介绍了一种基于FBG传感技术的高速列车车轮多边形化道旁监测系统,该系统依据轮轨动态相互作用关系,提出了3种FBG应变计阵列的布置方式用于监测被检测列车经过时钢轨的动应变,包括轨腰FBG应变花、轨腰垂向FBG应变计阵列以及轨底纵向... 详细信息

文章介绍了一种基于FBG传感技术的高速列车车轮多边形化道旁监测系统,该系统依据轮轨动态相互作用关系,提出了3种FBG应变计阵列的布置方式用于监测被检测列车经过时钢轨的动应变,包括轨腰FBG应变花、轨腰垂向FBG应变计阵列以及轨底纵向FBG阵列。该监测系统布置于一条高速列车试验线上,在列车经过监测断面时对采集的钢轨FBG应变数据进行频域特征提取,构造车轮多边形化指数,用以评价车轮多边形化的程度。为验证该系统对车轮多边形化识别与评价的有效性,采用一列装配有3组多边形车轮对测试动车组进行现场实验,并比较了3种FBG阵列对多边形车轮的识别能力。

关键词： FBG 高速列车车轮多边形化阵列布局

车轮多边形的动力学影响、振动特性与诊断辨识方法研究

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车轮多边形的动力学影响、振动特性与诊断辨识方法研究

作者：戚潇月西南交通大学

学位级别：硕士

车轮多边形是高速列车车轮不圆顺的一种特殊形式,表现为车轮半径沿整个圆周方向周期性变化。高速列车车轮多边形会恶化轮轨动态作用,加剧车辆-轨道部件的振动,影响零部件的可靠性和列车的安全性,受到了生产厂商、运用部门和学者的广泛... 详细信息

车轮多边形是高速列车车轮不圆顺的一种特殊形式,表现为车轮半径沿整个圆周方向周期性变化。高速列车车轮多边形会恶化轮轨动态作用,加剧车辆-轨道部件的振动,影响零部件的可靠性和列车的安全性,受到了生产厂商、运用部门和学者的广泛关注。为了掌握我国高速列车车轮不圆的现状,研究车轮多边形对整车动力学性能的影响,进一步分析车轮多边形的振动响应,实现车轮高阶多边形早期诊断与辨识,提高多边形问题的可控性,本文进行了以下几方面的研究工作:1.对我国多种型号高速列车镟修不圆度测试数据和多边形跟踪测试数据进行统计分析,分析镟轮前后车轮多边形特征参数的分布情况及其随运行里程的变化规律。结果显示,镟修能够有效地减轻车轮不圆的程度,随着列车运行里程的增加车轮不圆程度也随之加深。同时,不同车型的车轮多边形发生频率不同,且往往难以及时检测和控制。2.针对多边形问题较严重的某型高速列车,建立了其整车动力学仿真模型,采用轮径的简谐波函数描述车轮多边形,研究了车轮多边形化对整车动力学性能的影响。仿真结果表明,车轮高阶多边形化会使车辆系统临界速度降低,引起剧烈的轮轨相互作用和很大的轴箱垂向振动。3.为了更好地分析多边形情况下的轴箱振动响应和振动特性,开展了轮对柔性体建模,分析考虑轮对柔性变形时车辆系统的振动响应及其特性。仿真发现,车辆在运行过程中会激发刚柔耦合模型中轮对的结构变形,且轨道随机不平顺的激励加剧了轮对的高频振动,从而使轴箱振动比刚性模型更大、频率成分更复杂。4.为了更好地监测和管控车轮多边形问题,基于轴箱振动加速度响应,提出了车轮高阶多边形的智能诊断和辨识方法:利用CEEMDAN对轴箱垂向振动数据进行处理,利用K-L散度选取有效的IMF,结合多边形的故障特征频率,推断车轮高阶多边形的有无及其阶数。最后,通过刚柔耦合仿真和线路实测数据验证了该方法的有效性、准确性和参数适应性,且具备车轮高阶多边形早期预警的可行性。

关键词：高速列车车轮多边形化车辆系统动力学柔性轮对多边形诊断与辨识

同方学位论文库评论

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同方学位论文库

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车轮状态变化对重载货车轮轨作用力影响

振动与冲击 2014年第3期33卷 110-116页

作者：杨亮亮罗世辉傅茂海黄晓翠西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031

重载货车在实际的生产及服役条件下,轮轨之间的相互作用不仅受各种轨道不平顺激励的影响,也会受到车轮状态变化的激励作用。从车轮运行状态的角度研究重载货车轮轨间相互作用,分别以车轮磨耗前后踏面形状、车轮多边形化、车轮质量偏心... 详细信息

重载货车在实际的生产及服役条件下,轮轨之间的相互作用不仅受各种轨道不平顺激励的影响,也会受到车轮状态变化的激励作用。从车轮运行状态的角度研究重载货车轮轨间相互作用,分别以车轮磨耗前后踏面形状、车轮多边形化、车轮质量偏心和轮对结构变形四种车轮运行状态来模拟分析车轮各状态参数与轮轨垂向作用力的关系,并总结其影响规律。研究表明:车轮踏面形状主要影响轮轨接触斑面积以及接触应力分布,磨耗后车轮比新轮的接触应力分布范围更广泛;在不同速度下,车轮多边形化的波深、相位差及谐波阶数对轮轨垂向力产生不同程度的影响;车轮质量偏心对轮轨产生周期性垂向冲击,但振动幅度并不大;轮对挠度的动态变化对轮轨动态接触载荷影响比较显著,尤其是轮对结构弯曲振动加剧了轮轨垂向动作用力。

关键词：重载货车轮轨作用力踏面形状车轮多边形化车轮偏心弹性轮对

基于格林函数的轮轨缺陷对轮轨垂向动态相互作用的研究

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四川理工学院学报（自然科学版） 2017年第2期30卷 26-31页

作者：张宝安郑静周和超中车青岛四方机车车辆股份有限公司国家工程研究中心山东青岛266000 中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心山东青岛266000 同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

在轮轨垂向耦合振动模型中,把钢轨考虑成离散支撑的连续的铁木辛科梁,用一系悬挂和二系悬挂把在钢轨上滚动的车轮、1/4构架质量块和1/8车体质量块连接起来作为简化的车辆模型。为了高效精确地研究不同车轮和钢轨缺陷对轮轨垂向动态相互... 详细信息

在轮轨垂向耦合振动模型中,把钢轨考虑成离散支撑的连续的铁木辛科梁,用一系悬挂和二系悬挂把在钢轨上滚动的车轮、1/4构架质量块和1/8车体质量块连接起来作为简化的车辆模型。为了高效精确地研究不同车轮和钢轨缺陷对轮轨垂向动态相互作用的影响,对钢轨在移动载荷作用下的运动方程进行拉普拉斯变换,用格林函数法求解其在频域上的响应解,再通过反傅里叶变换求得钢轨在时域内的振动响应。考虑不同工况下车轮的扁疤、多边形化缺陷和钢轨的波磨缺陷,用非线性赫兹接触理论和数值迭代方法计算轮轨垂向冲击力。结果表明:应用格林函数法可以高效准确地求解轮轨垂向动态响应,为在高频范围内研究轮轨作用提供了理论基础。

关键词：铁木辛科梁格林函数轮轨垂向冲击力车轮扁疤车轮多边形化钢轨波磨