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高速铁路钢轨预防性打磨周期研究

铁道标准设计 2022年第11期66卷 14-21页

作者：田常海张金俞喆梁旭周韶博张训全中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081

针对我国高速铁路钢轨预防性打磨周期问题,应用测试分析方法,全面跟踪测试和分析了按60D和60N目标廓形打磨后廓形、磨耗、光带、母材硬度及焊接接头平直度变化,分析得出变化规律。结合高速铁路轮轨关系研究成果、路情、钢轨打磨实践,提... 详细信息

针对我国高速铁路钢轨预防性打磨周期问题,应用测试分析方法,全面跟踪测试和分析了按60D和60N目标廓形打磨后廓形、磨耗、光带、母材硬度及焊接接头平直度变化,分析得出变化规律。结合高速铁路轮轨关系研究成果、路情、钢轨打磨实践,提出预防性打磨周期:已开通运营的高速铁路,原则上每60~90 Mt通过总质量进行一次钢轨预防性打磨,年通过总质量15 Mt以上线路一般不宜超过4年,仅运行动车组的线路,光带宽度达到40 mm应及时进行钢轨预防性打磨。研究成果为钢轨使用和管理部门制定合理预防性打磨周期提供了依据。

关键词：高速铁路钢轨预防性打磨周期通过总质量测试分析

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铸坯与钢轨成品表面缺陷继承关系研究

钢铁钒钛 2023年第5期44卷 195-200页

作者：陶功明朱军邓峰孙进攀钢集团攀枝花钢钒有限公司轨梁厂四川攀枝花617000

通过在无超标缺陷的铸坯表面的轧制滑移区域和轧制稳定区域分别制作人造缺陷,采用正常的加热、轧制、矫直工艺,并依据轧制延伸系数在钢轨成品对应人造缺陷处取样、打磨,采取涡流探伤仪等无损检测设备分析缺陷形貌,判断铸坯与钢轨成品表... 详细信息

通过在无超标缺陷的铸坯表面的轧制滑移区域和轧制稳定区域分别制作人造缺陷,采用正常的加热、轧制、矫直工艺,并依据轧制延伸系数在钢轨成品对应人造缺陷处取样、打磨,采取涡流探伤仪等无损检测设备分析缺陷形貌,判断铸坯与钢轨成品表面缺陷明显的对应关系。同时,通过分析钢轨缺陷形貌及分布,推断铸坯缺陷的演变规律,拟合铸坯与钢轨成品表面缺陷的继承关系,利用该继承关系成功将钢轨上的缺陷溯源回铸坯上,缺陷溯源形貌对应度高达90%,缺陷溯源定位误差±2‰。可以帮助技术人员快速准确地定位铸坯上的缺陷位置,预估铸坯上的缺陷形貌及产生区域,即时选取合适的应对策略,进行缺陷消除,有效提升钢轨良品率。

关键词：铸坯钢轨表面缺陷继承关系模拟

有轨电车线路钢轨包覆材料在合建结构条件下的减振降噪效果分析

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城市轨道交通研究 2022年第9期25卷 245-251页

作者：刘士煜王世烨苗彩霞周宇上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司上海200125 上海有轨电车工程技术中心上海200125 同济大学道路与交通工程教育部重点实验室上海201804 同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室上海201804

建立有轨电车-钢轨及包覆材料-轨道-沿线结构模型,分析钢轨柔性包裹材料条件下,有轨电车线路及其沿线结构的振动噪声特征。研究发现,地下小半径线路条件下,安装柔性包裹材料后,钢轨垂向振动加速度级约降低7.4 dB,合建结构的垂向振动加... 详细信息

建立有轨电车-钢轨及包覆材料-轨道-沿线结构模型,分析钢轨柔性包裹材料条件下,有轨电车线路及其沿线结构的振动噪声特征。研究发现,地下小半径线路条件下,安装柔性包裹材料后,钢轨垂向振动加速度级约降低7.4 dB,合建结构的垂向振动加速度级减小约0.9~2.0 dB,主要减小频段为15.0~40.0 Hz;曲线内外侧噪声峰值降低约3.5~9.2 dB(A),合建结构的噪声峰值降低幅度不超过1.0 dB(A)。地面小半径线路条件下,安装柔性包裹材料的钢轨垂向振动加速度级约降低7.6 dB,传播至沿线整体结构的垂向振动加速度级约减小1.5~3.8 dB,主要减小频段为14.0~18.0 Hz;沿线噪声峰值降低约2.0~5.8 dB(A)。

关键词：有轨电车钢轨包覆材料减振降噪

基于智能图像识别的轨道交通钢轨焊接接头识别

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城市轨道交通研究 2023年第10期26卷 11-16页

作者：吴泽宇王文斌魏志恒朱彬李明航中国铁道科学研究院北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司城市轨道交通中心北京100081

目的:轨道交通钢轨焊接接头作为钢轨上最为薄弱的结构,易发展为钢轨焊接接头不平顺,从而加剧轮轨间作用力,影响乘客乘坐舒适性,因此有必要对钢轨焊接接头进行识别。方法:介绍了钢轨焊接接头识别中所采用的AlexNet CNN(卷积神经网络)模... 详细信息

目的:轨道交通钢轨焊接接头作为钢轨上最为薄弱的结构,易发展为钢轨焊接接头不平顺,从而加剧轮轨间作用力,影响乘客乘坐舒适性,因此有必要对钢轨焊接接头进行识别。方法:介绍了钢轨焊接接头识别中所采用的AlexNet CNN(卷积神经网络)模型和小波变换的原理,以及轨道冲击指数的计算方法。提取北京地铁19号线某运营列车的轴箱振动加速度信号,通过小波变换提取其时域及频域特征,并采用AlexNet CNN进行钢轨焊接接头的识别。对其钢轨表面不平顺进行检测,计算其滑动峰峰平均值,并与同一里程处根据列车轴箱振动加速度计算得到的轨道冲击指数进行对比,采用线性拟合的方式分析钢轨焊接接头对轨道冲击指数的影响。结果及结论:钢轨焊接接头在列车轴箱振动加速度信号中存在较为明显的空间域分布特征与时频特征:空间域分布特征表现在每两个钢轨焊接接头信号之间的间距为25 m,且每个信号由间距为2.2 m的两个尖峰所构成;时频特征表现为钢轨焊接接头所在里程附近有一明一暗两个亮点。这种清晰的特征使AlexNet CNN高效地对钢轨焊接接头进行识别,准确率在92.98%左右。对钢轨表面不平顺实测值进行30~100 mm带通滤波后可发现与钢轨焊接接头空间分布特征相一致的特征峰值,且轨道冲击指数与钢轨焊接接头对应的钢轨表面不平顺滑动峰峰平均值的峰值具有相似的空间分布特征;钢轨焊接接头处的轨道冲击指数随钢轨焊接接头不平顺的滑动峰峰平均值增大呈现先减小后增大的趋势,二者并非简单的正相关关系。

关键词：城市轨道交通钢轨焊接接头识别智能图像识别

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工艺参数对钢轨感应加热影响的数值模拟研究

热加工工艺 2023年

作者：温飞娟袁炜吕其兵王晓龙樟西南石油大学工程学院西南交通大学材料科学与工程学院

为了提高钢轨表面感应加热的质量，采用Maxwell和Workbench有限元分析软件建立U71Mn钢轨三维模型，分析圆形、梯形及仿形3种感应线圈的温度场和磁场，并通过控制变量法改变感应加热时的电流频率和电流大小等参数，观察钢轨在感应加热过... 详细信息

为了提高钢轨表面感应加热的质量，采用Maxwell和Workbench有限元分析软件建立U71Mn钢轨三维模型，分析圆形、梯形及仿形3种感应线圈的温度场和磁场，并通过控制变量法改变感应加热时的电流频率和电流大小等参数，观察钢轨在感应加热过程中的温度分布情况。结果表明：3种线圈中仿形感应线圈的加热时间较短，且钢轨的温度差较小，分布较为均匀；随着电流及频率的增加，加热到相变所需温度的时间变短，频率越大，钢轨发生相变转化时的速率越快；当感应线圈为仿形时，电流频率为1000 Hz，电流激励设置为8000 A的参数下加热到35 s时，钢轨的最大温度为802.22℃，能够在实际的生产中保证钢轨的热处理质量，对实施更加有效率的实验或生产感应加热设备具有很高的参考价值。

关键词：工艺参数钢轨感应加热数值模拟温度场

基于离散支撑模型的高速铁路钢轨高频振动及声辐射特性

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同方期刊数据库

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铁道建筑 2023年第5期63卷 21-27页

作者：韩立伍向阳刘兰华邢星于卿李会强陈兴朴爱玲潘镜冲中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081 北京市轨道交通建设管理有限公司北京100037 中国铁路广州局集团有限公司广州510088

为了研究高速铁路钢轨在离散支撑边界下的高频振动和声辐射特性,建立有限元模型,计算Pinned-Pinned振动模态指标和高频下钢轨横截面振动特性;采用完全法计算了在跨中和承轨台单位垂向力激励下,钢轨轨顶、轨顶侧面、轨腰、轨底翼缘处的... 详细信息

为了研究高速铁路钢轨在离散支撑边界下的高频振动和声辐射特性,建立有限元模型,计算Pinned-Pinned振动模态指标和高频下钢轨横截面振动特性;采用完全法计算了在跨中和承轨台单位垂向力激励下,钢轨轨顶、轨顶侧面、轨腰、轨底翼缘处的垂向、横向导纳,并对垂向振动沿钢轨纵向的传递特性进行了研究;建立边界元模型,计算分析了重构声场的基本要素特征。结果表明:离散支撑边界下钢轨的高频振动特征丰富,钢轨声辐射特点受钢轨Pinned-Pinned振动模态影响显著;钢轨在1 150~1 450 Hz频带内出现声辐射峰值;声辐射效率在1 000 Hz以上维持在高位,但在1 000 Hz附近增长缓慢而在2 000 Hz附近陡然升高;随着激振频率升高,钢轨指向性特征增强,主瓣、旁瓣的分别程度增加。

关键词：高速铁路钢轨高频振动声辐射指向性

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某铁路钢轨伤损及其形成机理研究

钢铁钒钛 2022年第4期43卷 184-190页

作者：杨大巍邓勇董雪娇赵吉中攀钢集团研究院有限公司钒钛资源综合利用国家重点实验室四川攀枝花617000 四川攀研检测技术有限公司四川攀枝花617000 西南交通大学力学与航空航天学院四川成都610031

钢轨伤损制约着轮轨接触稳定,影响行车安全。针对某铁路钢轨在线服役中产生的伤损,采用Axio Observer 5m金相显微镜、Empyrean型X射线衍射仪、Sigma 500型扫描电镜、FALCON 500显微硬度计进行多方位检验,基于有限元仿真技术重现了车轮... 详细信息

钢轨伤损制约着轮轨接触稳定,影响行车安全。针对某铁路钢轨在线服役中产生的伤损,采用Axio Observer 5m金相显微镜、Empyrean型X射线衍射仪、Sigma 500型扫描电镜、FALCON 500显微硬度计进行多方位检验,基于有限元仿真技术重现了车轮异常启动状况下的钢轨接触部位瞬时温度场分布。分析结果表明:该钢轨伤损属于典型擦伤,伤损深度超过2 mm,钢轨伤损部位随着踏面深度的增加,马氏体含量逐渐减少,残余奥氏体含量逐渐增多,导致其对应的显微硬度值逐渐降低。残余奥氏体被马氏体组织包围,增加微裂纹继续扩展的阻力,钝化裂纹尖端,在轮轨表层剪切应力共同作用下,为微裂纹扩展提供通道,诱导微裂纹横向扩展,最终导致钢轨擦伤区域剥离破坏。计算机仿真结果与实际伤损特征基本吻合。

关键词：钢轨剥离破坏马氏体微裂纹有限元模拟

单自由度钢轨谐振器在钢轨波磨治理中的应用研究

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都市快轨交通 2022年第1期35卷 101-106页

作者：吴赛甲倪昊薛佳鑫俞泉瑜天津轨道交通集团有限公司天津300392 安境迩(上海)科技有限公司上海200137

地铁运营线路钢轨波磨病害越来越常见,其中以单一波长范围20~80 mm的啸叫型短波波磨最为典型。以天津地铁既有线某段波长约25mm、啸叫噪声主频约735Hz的典型啸叫型波磨整治方案为例,全面介绍试验研究及应用效果。在研究提出的单自由度... 详细信息

地铁运营线路钢轨波磨病害越来越常见,其中以单一波长范围20~80 mm的啸叫型短波波磨最为典型。以天津地铁既有线某段波长约25mm、啸叫噪声主频约735Hz的典型啸叫型波磨整治方案为例,全面介绍试验研究及应用效果。在研究提出的单自由度钢轨谐振器整治方案的基础上,建立钢轨衰减率分析模型,对谐振器的质量、刚度与阻尼等关键技术参数进行研究分析,并对谐振器安装前后的钢轨振动加速度及车内噪声进行实测对比,测得的波磨主频735 Hz处的钢轨振动加速度级最大降低19.0 dB,车内啸叫声级最大降低11.9 dB。研究表明,单自由度钢轨谐振器可改善轮轨动力关系及振动特性,从而有效治理啸叫型钢轨波磨,为地铁类似病害的处理提供参考和借鉴。

关键词：地铁轨道钢轨噪声啸叫型波磨钢轨谐振器

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基于地铁波磨测试的钢轨打磨标准研究

铁道标准设计 2022年第3期66卷 68-72页

作者：叶利宾王迦淇肖宏北京地铁运营公司北京100044 北京交通大学轨道工程北京市重点实验室北京100044

随着城市交通运输压力不断增加,地铁列车行驶速度、行车密度大幅提高,对列车轨道要求也越来越高,导致钢轨频繁出现波磨病害。波磨的产生直接影响列车行驶平稳性和舒适性,甚至危及行车安全,而我国现行的钢轨打磨标准不能科学指导北京地... 详细信息

随着城市交通运输压力不断增加,地铁列车行驶速度、行车密度大幅提高,对列车轨道要求也越来越高,导致钢轨频繁出现波磨病害。波磨的产生直接影响列车行驶平稳性和舒适性,甚至危及行车安全,而我国现行的钢轨打磨标准不能科学指导北京地铁钢轨打磨作业,因此,需针对北京地铁线路具体情况,制定相应的钢轨打磨标准。通过连续波磨测量设备对北京地铁某波磨严重地段进行钢轨表面不平顺测试,并对钢轨打磨前后数据进行分析,发现该区段存在严重的63 mm短波波磨;随后根据测试车辆通过该地段时轴箱的振动加速度值,结合波磨指数和构架疲劳寿命S-N曲线,对钢轨波磨等级进行四级划分并给予相应打磨建议。研究结论:当钢轨波磨指数>10 dB时需进行钢轨打磨作业,若打磨后各波长对应的钢轨粗糙度级小于相应限值,可判断打磨质量合格。

关键词：地铁钢轨波磨打磨标准粗糙度级波磨指数构架疲劳寿命