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轮径差对道岔区轮轨接触几何和车辆过岔走行性能的影响

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铁道学报 2018年第5期40卷 123-130页

作者：陈嵘陈嘉胤王平高原徐井芒西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031

高速列车车轮磨耗或加工误差引起不同车轮名义滚动圆半径偏差,在道岔区固有结构不平顺作用下,轮径差加剧轮轨系统动力性能。为揭示轮径差对高速道岔区车辆走行性能的影响,以某型高速动车组和客运专线12号道岔为主要研究对象,在综合考虑... 详细信息

高速列车车轮磨耗或加工误差引起不同车轮名义滚动圆半径偏差,在道岔区固有结构不平顺作用下,轮径差加剧轮轨系统动力性能。为揭示轮径差对高速道岔区车辆走行性能的影响,以某型高速动车组和客运专线12号道岔为主要研究对象,在综合考虑不同轮径差对岔区轮轨接触几何关系影响的基础上,建立了高速车辆-道岔耦合动力学模型,系统分析了高速车辆存在不同类型和幅值轮径差时通过道岔的稳定性、安全性和平稳性。结果表明,轮径差使轮载过渡位置提前;小轮径车轮位于尖轨侧时,轮对侧滚角增大,道岔固有横向结构不平顺变化剧烈。等值同相轮径差显著恶化车辆过岔走行性能,等值同相轮径差达2mm时,轮轨横向力和脱轨系数快速增大,车辆过岔易发生失稳,平稳性指标达到峰值。建议将同相分布同轴轮径差2 mm或反相分布同轴轮径差3mm作为运用限度,将同轴轮径差1.5mm作为一、二级检修限度。

关键词：轮径差高速铁路道岔轮轨接触几何走行性能

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基于轮径差函数的曲线钢轨打磨廓形设计

同济大学学报（自然科学版） 2018年第2期46卷 253-259页

作者：毛鑫沈钢同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

为改善打磨质量,提高打磨后车辆运行品质,提出了一种基于直接反推方法的铁路钢轨打磨廓形的设计方法,该方法以优化打磨后的轮径差函数为核心目标,以预期的轮轨接触分布为设计边界条件,实现了通过设计轮径差函数直接反推钢轨打磨廓形的... 详细信息

为改善打磨质量,提高打磨后车辆运行品质,提出了一种基于直接反推方法的铁路钢轨打磨廓形的设计方法,该方法以优化打磨后的轮径差函数为核心目标,以预期的轮轨接触分布为设计边界条件,实现了通过设计轮径差函数直接反推钢轨打磨廓形的算法设计,并经编制的算法程序校验了该方法的可行性.该方法既可针对两股钢轨同时设计,也可针对单股钢轨进行设计,同时能够通过调整设计轮径差和预期接触分布满足不同的打磨需求.

关键词：钢轨廓形非对称设计型面优化车辆动力学轮径差

基于轮对安装偏转角和轮径差的高速列车车轮磨耗研究

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铁道学报 2011年第2期33卷 20-25页

作者：丁军君李芾西南交通大学机车车辆工程系四川成都610031

建立有初始安装偏转角和轮径差的轮对受力平衡方程,计算LM、LMA和S1002等3种踏面轮对处于平衡时的轮对冲角和横移量。以国产高速列车为例建立车辆动力学模型,基于FASTSIM算法和Braghin踏面磨耗模型分析初始安装偏转角和轮径差对车轮磨... 详细信息

建立有初始安装偏转角和轮径差的轮对受力平衡方程,计算LM、LMA和S1002等3种踏面轮对处于平衡时的轮对冲角和横移量。以国产高速列车为例建立车辆动力学模型,基于FASTSIM算法和Braghin踏面磨耗模型分析初始安装偏转角和轮径差对车轮磨耗的影响。结果表明:初始安装偏转角对平衡后轮对冲角影响较大,轮径差主要影响轮对横移量;低的踏面等效锥度在制造误差存在时更容易形成大的轮对冲角和横移量;初始安装偏转角和轮径差会导致车轮出现严重的偏磨,且磨耗率随着偏转角和轮径差的增加而急剧增大;有安装偏转角和轮径差时,踏面等效锥度越大,车轮踏面磨耗率越小;运行速度对车轮磨耗的影响与初始安装偏转角和轮径差的大小有关。

关键词：高速列车车轮磨耗初始安装偏转角轮径差等效锥度

轮径差对车轮踏面磨耗和滚动接触疲劳的影响分析

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铁道科学与工程学报 2021年第5期18卷 1277-1288页

作者：王红兵丁旺才宋杨法李国芳吴步昊王相平兰州交通大学机电工程学院甘肃兰州730070 兰州交通大学机电技术研究所甘肃兰州730070

轮径差缺陷的长期作用对车轮磨耗以及滚动接触疲劳影响十分显著。基于多体动力学理论建立车辆动力学模型,计算全局接触参数;基于FASTSIM算法建立局部轮轨接触模型,计算接触斑内的轮轨接触应力分布及滑动距离;将其输入车轮踏面磨耗预测模... 详细信息

轮径差缺陷的长期作用对车轮磨耗以及滚动接触疲劳影响十分显著。基于多体动力学理论建立车辆动力学模型,计算全局接触参数;基于FASTSIM算法建立局部轮轨接触模型,计算接触斑内的轮轨接触应力分布及滑动距离;将其输入车轮踏面磨耗预测模型,计算接触斑内的磨耗分布;将接触斑内的磨耗分布叠加至车轮踏面,计算4种典型轮径差影响下的车轮踏面磨耗分布、磨耗深度和磨耗速率,并基于磨耗结果进行显著磨耗工况下的滚动接触疲劳分析。研究结果表明:随着轮径差的增大,踏面磨耗深度和磨耗速率显著加快;不同类型的轮径差均会导致车轮踏面发生偏磨,其中等值同向轮径差最明显,单个轮对轮径差次之,等值反向轮径差最小;轮径差会导致轮对发生偏移且显著增大轮对横移量,从而使滚动接触疲劳区域扩大,这不仅会降低车轮使用寿命,还将严重影响车辆高速运行安全,应及时监测并镟修。

关键词：轮径差踏面磨耗滚动接触疲劳高速车辆车轮偏磨

轮对磨耗与轮径差对高速列车动力学性能的影响

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交通运输工程学报 2013年第6期13卷 47-53页

作者：韩鹏张卫华李艳黄冠华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 中国中铁二院工程集团有限责任公司四川成都610031

对某高速线路服役动车组轮对型面进行跟踪测试，分析了磨耗型面与轮径差对滚动半径差函数形状与位置变化的影响规律。根据服役列车参数建立高速列车动力学模型，计算高速列车在不同磨耗型面与轮径差工况下的非线性临界速度、平稳性和曲... 详细信息

对某高速线路服役动车组轮对型面进行跟踪测试，分析了磨耗型面与轮径差对滚动半径差函数形状与位置变化的影响规律。根据服役列车参数建立高速列车动力学模型，计算高速列车在不同磨耗型面与轮径差工况下的非线性临界速度、平稳性和曲线通过性。由高速列车在平直线路与曲线通过工况下与不同轮轨接触的动态平衡点的计算，得出滚动半径差函数与高速列车动力学性能的关系。分析结果表明：型面磨耗与轮径差可以改变滚动半径差函数形状与位置，引起轮轨动态接触点变化，并最终导致高速列车动力学性能的大幅改变。在直线通过工况下，当车辆行驶里程为1．98×10^5km时，随着磨耗的增加，车辆临界速度从530km·h^-1降至300km·h^-1，平稳性指数从1．60增至1．87；当轮径差从-0．5mm增至0．5mm时，临界速度下降约80km·h^-1，平稳性指数增大0．10。在曲线通过工况下，随磨耗的增加，轮轨横向力从6．7kN逐渐增加到15．9kN，车辆脱轨系数从0．12增加到0．23，磨耗指数从0．005逐渐增加到0．018；当轮径差从-0．5mm增至0．5mm时，轮轨横向力减小3～6kN，脱轨系数降低0．03～0．10，磨耗指数减小0．003～0．010。

关键词：高速列车型面磨耗轮径差滚动半径差函数动力学性能

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轮径差对有轨电车侧向过岔动力性能影响

铁道科学与工程学报 2022年第8期19卷 2397-2406页

作者：赵思琪徐井芒马前涛陈嘉胤王平西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031

由于小号码道岔曲线半径小,道岔的钢轨截面形状变化急剧,有轨电车侧向通过道岔时的轮轨冲击大,而轮径差的存在会改变轮对的入岔姿态并加剧其轮轨相互作用力,严重影响有轨电车的行车安全性并增大其脱轨风险。为研究轮径差对小号码道岔有... 详细信息

由于小号码道岔曲线半径小,道岔的钢轨截面形状变化急剧,有轨电车侧向通过道岔时的轮轨冲击大,而轮径差的存在会改变轮对的入岔姿态并加剧其轮轨相互作用力,严重影响有轨电车的行车安全性并增大其脱轨风险。为研究轮径差对小号码道岔有轨电车动力学性能的影响,以100%低地板有轨电车和59R2槽型轨3号道岔为研究对象,基于迹线法理论考虑不同轮径差对道岔轮轨接触几何关系的影响,利用多体动力学软件建立的有轨电车-道岔耦合动力学模型系统地分析有轨电车在不同轮径差形式和幅值下侧逆向通过小号码道岔的动力学性能。研究结果表明:当小轮径车轮位于尖轨侧和基本轨侧时随着轮径差的增大,轮载过渡位置分别为越延后和越提前;等值反相和后轮对轮径差形式对有轨电车侧向过岔的动力学性能影响较大,当轮径差幅值达到一定值后,有轨电车的脱轨系数和轮重减载率将超过安全限值,严重影响有轨电车的过岔安全性;等值同相和前轮对轮径差形式对有轨电车侧向过岔的动力学性能影响较小。

关键词：有轨电车小号码道岔轮径差轮轨接触几何动力学性能

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轮径差对行车安全性的影响

交通运输工程学报 2008年第5期8卷 19-22页

作者：池茂儒张卫华曾京金学松朱旻昊西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

分析了具有轮径差转向架的运动状态,建立了车辆动力学模型,以某高速车辆在直线上运行为例,采用德国低干扰谱,选择车辆运行速度为300 km·h-1,研究了轮径差对行车安全性的影响趋势,对比了转向架前后轮对同相轮径差与反相轮径差的影响程... 详细信息

分析了具有轮径差转向架的运动状态,建立了车辆动力学模型,以某高速车辆在直线上运行为例,采用德国低干扰谱,选择车辆运行速度为300 km·h-1,研究了轮径差对行车安全性的影响趋势,对比了转向架前后轮对同相轮径差与反相轮径差的影响程度。分析结果表明:所有的轮径差都会影响行车安全性,随着轮径差的增大,车辆运行安全性指标逐渐变差,反相轮径差对行车安全性影响较大,同相轮径差的影响较小。由此可知,在实际检修中应尽量减小轮对的轮径差,尤其应严格控制转向架前后轮对反相轮径差到允许范围之内,以保证车辆系统的行车安全性。

关键词：铁道车辆转向架轮对轮径差安全性

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轮径差对高速列车性能的影响

润滑与密封 2012年第10期37卷 34-40页

作者：黄照伟崔大宾金学松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

利用轮轨接触几何算法研究不同轮径差下的静态轮轨几何接触关系,分析轮径差对轮对等效锥度的影响。根据我国某高速列车性能参数建立车辆系统动力学模型,分析高速车辆轮对的轮径差的改变对直线运行稳定性、运行平稳性和曲线通过性能的影... 详细信息

利用轮轨接触几何算法研究不同轮径差下的静态轮轨几何接触关系,分析轮径差对轮对等效锥度的影响。根据我国某高速列车性能参数建立车辆系统动力学模型,分析高速车辆轮对的轮径差的改变对直线运行稳定性、运行平稳性和曲线通过性能的影响。结果表明,相比转向架轮对轮径差反相分布的情况,转向架轮对轮径差同相分布时车辆的临界速度较低,稳定性、平稳性较差,轮对偏离轨道中心线较大;轮径差反相分布时轮对过曲线时冲角、平均磨耗功和轮轨横向力较大。

关键词：轮径差高速列车车轮踏面动力学

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轮径差对机车动力学性能及轮轨接触的影响

科学技术与工程 2017年第28期17卷 125-130页

作者：刘思莹徐永绥张军马贺孙传喜大连交通大学交通运输工程学院大连116028 北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044

机车同轴左右车轮存在直径不一致的情况,改变了轮轨的接触状态。针对机车同轴轮径差的问题,建立了机车动力学仿真模型和轮轨接触三维弹塑性有限元模型。通过动力学仿真计算和动载荷作用下弹塑性接触计算,分析同轴轮径差对机车运行性能... 详细信息

机车同轴左右车轮存在直径不一致的情况,改变了轮轨的接触状态。针对机车同轴轮径差的问题,建立了机车动力学仿真模型和轮轨接触三维弹塑性有限元模型。通过动力学仿真计算和动载荷作用下弹塑性接触计算,分析同轴轮径差对机车运行性能的影响。结果表明:由于同轴轮径差的存在,轮轨间的动载荷发生变化。当内侧车轮直径小于外侧车轮直径时,在一定程度上有利于机车曲线通过;反之则会降低曲线通过性能。与无轮径差相比,同轴轮径差存在时,车轮与钢轨接触位置发生改变,等效应力增大,导致磨耗增加,降低车轮和钢轨的使用寿命。

关键词：机车轮对轮径差动力学轮轨接触运行性能