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高速车辆运行过程中轮轨接触点的测试研究

铁道学报 2019年第4期41卷 41-47页

作者：金新灿孙守光李强北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

轮轨接触点对深化分析轮对运行动态行为、安全性、轮轨接触状态及作用力等起着关键的作用。基于传统车轮辐板应力测量车轮垂向力与横向力方法,考虑车轮磨耗影响,提出一种提高识别轮轨接触点准确度的改进测试方法。通过FEM程序ANSYS软件... 详细信息

轮轨接触点对深化分析轮对运行动态行为、安全性、轮轨接触状态及作用力等起着关键的作用。基于传统车轮辐板应力测量车轮垂向力与横向力方法,考虑车轮磨耗影响,提出一种提高识别轮轨接触点准确度的改进测试方法。通过FEM程序ANSYS软件分析沿车轮踏面不同位置分别作用垂向、横向和纵向力时,车轮辐板表面的应力分布状态。由计算结果可知,沿辐板孔横向表面的径向应力分布随作用载荷位置(接触点)呈现特定的变化规律,为测试轮轨接触点位置提供了可行性。研究表明,在车轮辐板特定区域存在着对横向力和纵向力不敏感的应力区域,可消除由横向力和纵向力引起的干扰影响。根据计算和试验结果,找出车轮上应变片识别精度最佳的布置位置、方向和测试组桥方式,针对在线测试,完善测量桥路的可靠性和抗干扰性,使测试精度更高,接触点位置的确定更准确。分析因车轮踏面磨耗与镟修导致对车轮辐板表面应力分布产生影响的问题,推导出测试修正矩阵,扩展测量识别接触点的适用范围。完成测试轮对的研制,进行线路测试,获取了多种运行条件下接触点的测试结果。

关键词：轮轨接触点高速测力轮对车轮作用力车轮应力标定实验台

轮轨接触点位置变化对测力轮对测量影响及其补偿方法

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城市轨道交通研究 2024年第12期27卷 113-118,126页

作者：陈春俊邓倩西南交通大学机械工程学院成都610031 轨道交通运维技术与装备四川省重点实验室成都610031

[目的]列车运行过程中,轮对存在随机振动,导致轮轨接触点位置发生变化,进而影响轮轨力的测量结果。为了解决该问题,提出一种测量补偿方法。[方法]介绍了轮轨接触点位置变化对测力轮的影响;介绍了轮轨接触点位置变化后,轮轨力测量的补偿... 详细信息

[目的]列车运行过程中,轮对存在随机振动,导致轮轨接触点位置发生变化,进而影响轮轨力的测量结果。为了解决该问题,提出一种测量补偿方法。[方法]介绍了轮轨接触点位置变化对测力轮的影响;介绍了轮轨接触点位置变化后,轮轨力测量的补偿方案;通过仿真分析,验证考虑轮轨接触点位置变化的轮轨力测量补偿方案的有效性。[结果及结论]添加美国五级轨道不平顺谱激励后,轮轨接触点位置最大偏移量为17.53 mm,垂向力最大相对误差达到了22.85%;采用所提测量补偿方法后,轮轨垂向力最大相对误差为8.02%,测量精度明显提高。叠加尖弯不平顺谱后,脱轨系数最大达到了1.016 8,超过允许限度;采用无偏移标定系数计算出的脱轨系数为0.347 7,采用所提补偿方法计算出的脱轨系数为0.962 2,说明该方法能够更准确地反映出列车的运行安全状态。

关键词：地铁测力轮对轮轨接触点轮轨力测量补偿方法

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轮轨接触点位置图像检测方法研究

轮轨接触点位置图像检测方法研究

作者：杨淑芬西南交通大学

学位级别：硕士

轮轨接触关系是轨道交通最基本的研究内容,研究轮轨接触关系对于机车车辆性能的研究、脱轨关系的研究以及列车安全监测都具有重要的意义。而轮轨接触点是轮轨接触状态最直接的反映,对于轮轨接触点位置的研究,各国学者都投入了大量的精力... 详细信息

轮轨接触关系是轨道交通最基本的研究内容,研究轮轨接触关系对于机车车辆性能的研究、脱轨关系的研究以及列车安全监测都具有重要的意义。而轮轨接触点是轮轨接触状态最直接的反映,对于轮轨接触点位置的研究,各国学者都投入了大量的精力。当机车车辆运行时,轨道状态和车轮相对轨道的位置在不断变化,使得安装接触式测量传感器测量轮轨接触点位置非常困难。考虑到目前图像检测技术在非接触测量领域的广泛使用,本文采用图像检测的方法实现了轮轨接触点位置的非接触式测量。首先,用安装于机车车辆转向架底部的CCD摄像机获取轮轨接触图像,经图像采集卡A/D转换后,将CCD摄像机输出的模拟视频信号转换成数字图像信号,接着对轮轨数字图像进行平滑滤波滤除图像在采集和传输过程中产生的各种噪声,提高了图像的质量。对滤波后的图像用边缘检测算子提取边缘,得到轮轨边缘上的像素,通常情况下,这些像素是杂散、不连续的。经数学形态学处理以及边缘链接技术后可得到连续的单像素宽的轮轨边缘轮廓。本文还介绍了一种摄像机标定方法用于轮轨边缘曲线的标定,将轮轨边缘轮廓曲线从像方图像坐标转换到物方尺寸坐标中,标定后的图像通过计算轮轨边缘距离最终实现了轮轨接触点位置的在线连续测量。

关键词：轮轨接触点在线测量边缘检测数学形态学处理

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轮轨接触点位置图像检测方法研究

电力机车与城轨车辆 2009年第1期32卷 34-36,49页

作者：杨淑芬陈建政西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

轮轨接触点位置对于研究列车轮轨关系具有重要的意义。当列车运行时,由于车轮的旋转,接触点的测量非常困难。文章采用图像检测的方法,通过对轮轨图像进行预处理、边缘检测、形态学处理以及边缘链接得到轮轨边缘的轮廓,最终实现轮轨接触... 详细信息

轮轨接触点位置对于研究列车轮轨关系具有重要的意义。当列车运行时,由于车轮的旋转,接触点的测量非常困难。文章采用图像检测的方法,通过对轮轨图像进行预处理、边缘检测、形态学处理以及边缘链接得到轮轨边缘的轮廓,最终实现轮轨接触点位置的在线连续测量,建立以DSP为核心的轮轨接触点硬件和软件检测系统。

关键词：轮轨接触点连续测量图像检测边缘链接

基于BiGRU的轮轨接触点位置测量方法研究

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机械 2024年第12期51卷 59-66页

作者：赵春云陈建政王佳月刘震锋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

轮轨接触点位置是衡量轮轨接触状态、评价列车运行安全性的重要参数,其测量受到电桥信号中高次谐波的干扰。针对此问题,提出一种基于BiGRU神经网络模型的轮轨力与接触点位置测量方法。通过测力轮对有限元仿真分析,发现垂向力作用于轮对... 详细信息

轮轨接触点位置是衡量轮轨接触状态、评价列车运行安全性的重要参数,其测量受到电桥信号中高次谐波的干扰。针对此问题,提出一种基于BiGRU神经网络模型的轮轨力与接触点位置测量方法。通过测力轮对有限元仿真分析,发现垂向力作用于轮对踏面不同横向位置时,辐板应变发生相应改变,据此可以对轮轨接触点位置进行检测。根据Fourier级数理论对电桥的组桥方案进行设计,使电桥信号以一次谐波为主,消除偶数次和奇数次中的3、5次谐波,并对解析法的计算原理展开分析。对BiGRU神经网络模型进行结构设计,以测量电桥信号为输入进行轮轨力与接触点位置的计算。结果表明,相比于方程解析法,本文方法可以消除电桥信号中高次谐波的干扰,有效提高轮轨力与接触点位置计算精度。

关键词：轮轨接触点 BiGRU 有限元仿真

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车轮接触点迹线及轮轨接触几何参数的计算

西南交通大学学报 1984年第1期 89-99页

作者：王开文西南交通大学八○级研究生

本文提出一个用样条函数拟合法精确计算轮轨接触几何参数的方法。车轮踏面和轨头断面可以是任何形状。文中根据此法编制了电算程序,并提供一些轮轨配合的算例。

关键词：轮轨接触几何关系滚动圆踏面轮轨接触点轮对横移量几何参数迹线

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基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测

图学学报 2017年第4期38卷 623-628页

作者：马增强王永胜宋子彬石家庄铁道大学电气与电子工程学院河北石家庄050043

机车轮轨接触点位置的变化能够直观地反映出轮轨的接触状态。针对当前摄像机检测方法难以全面拍摄到轮轨接触点位置的缺点,设计了一种基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测方法。该方法采用摄像机与激光源相组合的方案,把摄像机与激光... 详细信息

机车轮轨接触点位置的变化能够直观地反映出轮轨的接触状态。针对当前摄像机检测方法难以全面拍摄到轮轨接触点位置的缺点,设计了一种基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测方法。该方法采用摄像机与激光源相组合的方案,把摄像机与激光源分别安装在转向架上且与地面保持一定的角度,巧妙地将轮轨相对横移测量转换为激光源在轨道内侧表面光斑中心点位置的提取。实验结果表明,该方法实现了轮轨相对横移数据实时采集和存储,对高速机车稳定性和安全性研究具有重要的实际意义。

关键词：轮轨接触点轮轨相对横移激光光斑中心激光源

城市轻轨低地板列车通过道岔区脱轨安全性评价研究

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振动工程学报 2019年第1期32卷 168-175页

作者：周橙池茂儒梁树林吴兴文蒋益平吴磊西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为研究城市轻轨低地板列车通过道岔区的安全性,采用多体动力学和轮轨多点接触理论,建立5模块轻轨列车动力学模型和道岔变截面模型。以通过7号单开道岔为例,进行通过道岔区脱轨安全性评价研究。轮对横移量计算结果表明:转辙区尖轨插入、... 详细信息

为研究城市轻轨低地板列车通过道岔区的安全性,采用多体动力学和轮轨多点接触理论,建立5模块轻轨列车动力学模型和道岔变截面模型。以通过7号单开道岔为例,进行通过道岔区脱轨安全性评价研究。轮对横移量计算结果表明:转辙区尖轨插入、辙叉区心轨有害空间与车轮、护轨与轮背的相互作用,均引起车辆安全性波动。采用不同处理方式的脱轨系数对道岔通过安全性进行评价,左右轮超限较为严重,均存在危险区域:左轮为转辙区起始位置,右轮为辙叉区心轨位置。进一步采用轮轨接触点位置进行安全性评价,左轮危险区域为尖轨插入引起,接近轮缘边界;右轮则是由护轨撞击和车轮回移引起,但实际为安全位置。对比两种评价方法,脱轨系数评价对于左轮偏于安全,但仍可采用;右轮评价出现了误判现象,建议使用时与车辆运行区段进行对照分析。此外,在脱轨系数评价时如有超限现象,判别时建议在实验结果验证前提下进行仿真分析。

关键词：道岔动力学城市轻轨脱轨安全性评价轮轨接触点

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实测的轮轨接触几何参数的确定

铁道机车与动车 1988年第5期 63-68页

作者：龚积球张定贤陆冠东倪明上海铁道学院

本文指出,确定在运用中实际存在的轮轨接触几何参数是一项很有意义的工作。并着重介绍了对使用STL—1型轮对踏面外形测量仪所测得的踏面数据进行处理的方法、轮轨接触几何参数的确定及计算实例。

关键词：轮轨接触关系曲线踏面测量仪轮对横移量轮轨接触点几何参数