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侧向过岔时轮径差对高速车辆动力学性能的影响

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振动与冲击 2023年第7期42卷 154-161,179页

作者：刘泊邑王平徐井芒闫正陈嘉胤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 西南交通大学土木工程学院成都610031

轮径差的出现会影响高速车辆通过道岔时的动态性能,尤其是侧向过岔的情况。为进一步揭示其影响规律,本文以高速车辆和18号高速道岔为例,建立车辆—道岔耦合动力学模型,分析不同轮径差下高速车辆以80 km/h侧向过岔时的动力学特性。结果表... 详细信息

轮径差的出现会影响高速车辆通过道岔时的动态性能,尤其是侧向过岔的情况。为进一步揭示其影响规律,本文以高速车辆和18号高速道岔为例,建立车辆—道岔耦合动力学模型,分析不同轮径差下高速车辆以80 km/h侧向过岔时的动力学特性。结果表明,大轮径位于尖轨侧时,等值同相轮径差会减小轮轨横向力和车体横向加速度;大轮径位于基本轨侧时,等值反相轮径差会增大高速车辆侧向过岔时的脱轨系数和轮重减载率。由于实际运营中高速车辆轮径差类型不确定,应尽量避免轮径差超过1 mm,以确保高速车辆侧向过岔时的安全性与平稳性不受影响;尖轨侧车轮轮径大于基本轨侧时车轮磨耗加剧,故应避免此类情况发生,以延长车轮和钢轨的寿命。

关键词：轮径差多体动力学高速车辆道岔

高速车辆车轮踏面磨耗预测及系统参数影响分析

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机械科学与技术 2022年第5期41卷 786-794页

作者：王红兵李艺李国芳王相平丁旺才潘彦君兰州交通大学机电工程学院兰州730070

为了进一步探究车轮踏面磨损规律及关键影响因素,结合UM和MATLAB建立包含车辆-轨道耦合动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗计算模型的车轮踏面磨耗预测模型。根据实际线路特点布置线路工况,预测车轮踏面磨耗演变规律,选取车辆和轨道参... 详细信息

为了进一步探究车轮踏面磨损规律及关键影响因素,结合UM和MATLAB建立包含车辆-轨道耦合动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗计算模型的车轮踏面磨耗预测模型。根据实际线路特点布置线路工况,预测车轮踏面磨耗演变规律,选取车辆和轨道参数,计算分析所选参数对踏面磨耗演变过程的影响。结果表明:车轮踏面磨耗主要分布在名义滚动圆两侧,随运营里程增加,磨耗量近线性增长,等效锥度增大但随轮对横移异常波动,轮轨接触区域向车轮外侧区域扩展但接触区域逐渐局部化;转臂定位节点纵向刚度越大,磨耗分布越宽,磨耗深度越大;转向架轴距主要影响曲线通过时的车轮磨耗发展;轨道不平顺是影响车轮磨耗的重要因素,钢轨打磨和轮轨型面优化是减缓车轮磨耗的有效措施。

关键词：高速车辆踏面磨耗动力学模型轮轨接触平滑处理

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高速车辆动态脱轨临界状态评判方法

中国铁道科学 2020年第2期41卷 113-122页

作者：孙丽霞姚建伟成棣李红梅崔潇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 中车大连机车车辆有限公司技术开发部辽宁大连116022

针对传统准静态脱轨系数指标监测高速车辆动态脱轨安全性时的局限性,提出基于车轮抬升量和轮对横移量、以轮对运动姿态决定的脱轨临界状态判断准则;建立高速车辆多刚体动力学模型,分析高速车辆动态脱轨非线性动力学特性,研究轮对运动姿... 详细信息

针对传统准静态脱轨系数指标监测高速车辆动态脱轨安全性时的局限性,提出基于车轮抬升量和轮对横移量、以轮对运动姿态决定的脱轨临界状态判断准则;建立高速车辆多刚体动力学模型,分析高速车辆动态脱轨非线性动力学特性,研究轮对运动姿态与车辆振动响应变化规律之间的关系,表明轮对横向振动加速度与车轮抬升量规律较一致;运用高速车辆动态脱轨评判方法进行评判时,首先采用轮对横向振动加速度移动均方根值作为评判车辆脱轨的指标,然后确定该指标能有效反映车轮抬升量变化时的滤波频率范围和滤波时间窗宽,最后确定该指标的合理限值。算例验证表明:该评判方法可有效监测动态脱轨安全性;轮对横向振动加速度移动均方根统计波形与车轮抬升量的变化趋势具有很高的同步性,不仅可以间接地反映轮对运动姿态的变化及车轮抬升的高度,还可以克服轮轨垂向力为零时脱轨系数失真的缺点,在评判高频动态脱轨时的可靠性更高。

关键词：高速车辆动态脱轨临界状态评判指标评判方法轮轨接触

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高速车辆与桥上道岔动态相互作用规律初探

铁道学报 2011年第6期33卷 74-80页

作者：陈嵘王平刘学毅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

为揭示高速运营条件下车辆与桥上道岔的动态相互作用规律,建立考虑轮轨间动态接触关系的高速车辆-道岔-桥梁耦合振动模型,并编制相应计算程序CDAVTB。以时速350 km18号道岔布置于6×32 m连续梁上,轨下基础采用底座纵连式无砟轨道为例展... 详细信息

为揭示高速运营条件下车辆与桥上道岔的动态相互作用规律,建立考虑轮轨间动态接触关系的高速车辆-道岔-桥梁耦合振动模型,并编制相应计算程序CDAVTB。以时速350 km18号道岔布置于6×32 m连续梁上,轨下基础采用底座纵连式无砟轨道为例展开仿真分析,就铺设于我国客运专线桥梁上的引进技术与自主研发高速道岔的动力响应进行比较,并分析桥梁竖向刚度和岔桥相对位置对车岔桥系统动力响应的影响。结果表明:高速道岔铺设于桥上时,各项动力响应均有所增大,道岔结构参数对车岔桥系统动态相互作用的影响较大。随着桥梁竖向刚度的增大,系统各项动力响应呈减小趋势,32 m跨连续梁的ZK荷载挠跨比宜按不大于1/9 000进行设计。岔桥相对位置的变化将导致系统动力响应的较大差异,就32 m跨度连续梁而言,道岔辙叉部分布置于列车运行方向上距离桥墩1/8至1/4跨范围内时最优。

关键词：高速车辆道岔桥梁动态相互作用岔桥相对位置

车轮磨耗对高速车辆侧向过岔动力学性能的影响

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铁道标准设计 2023年第6期67卷 37-45页

作者：刘冀徐井芒王平闫正陈嘉胤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 西南交通大学土木工程学院成都610031

高速列车在长期运营过程中,车轮将发生随里程增加而不断增大的磨耗,为探究车轮磨耗对车辆侧向通过道岔时的动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型,在综合考虑不同磨耗程度的车轮对转辙器区钢轨接触几何影响的基础上,研究具... 详细信息

高速列车在长期运营过程中,车轮将发生随里程增加而不断增大的磨耗,为探究车轮磨耗对车辆侧向通过道岔时的动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型,在综合考虑不同磨耗程度的车轮对转辙器区钢轨接触几何影响的基础上,研究具有不同磨耗程度车轮的高速车辆侧向通过道岔时对高速车辆动力学性能的影响。研究表明:随着车轮磨耗程度增加,高速车辆侧向过岔时的轮对运动姿态和车辆动力学性能发生较大变化,车轮运营里程达到20万km后,轮轨横向力较标准车轮型面减小了42%,车体横向振动加速度较标准车轮型面减小了16%,脱轨系数较标准车轮型面减小了38%;车轮发生磨耗后,车辆系统的动力学性能、行车安全性和舒适性均有一定程度改善。

关键词：车轮磨耗高速车辆侧向过岔轮轨接触几何动力学性能

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高速车辆半主动悬挂系统模糊控制策略研究

林业机械与木工设备 2022年第5期50卷 57-67页

作者：雒琦孙步功黄晓鹏牟晓斌杨森闫红强甘肃农业大学机电工程学院甘肃兰州730070

研究了高速车辆基于磁流变阻尼器的半主动悬挂系统的控制策略。以高速铁道车辆1/4半主动悬挂系统为研究对象、以Sigmoid模型磁流变阻尼器为控制对象,控制方法选取以抑制车身垂向加速度为控制目标和以磁流变阻尼器电流为控制变量的模糊控... 详细信息

研究了高速车辆基于磁流变阻尼器的半主动悬挂系统的控制策略。以高速铁道车辆1/4半主动悬挂系统为研究对象、以Sigmoid模型磁流变阻尼器为控制对象,控制方法选取以抑制车身垂向加速度为控制目标和以磁流变阻尼器电流为控制变量的模糊控制,利用Matlab/Simulink分析高速车辆运动特性。分析数据表明:与被动系统相比,该模糊控制半主动悬挂系统很好地抑制了车身加速度,能够有效地减小车身低频区1~12 Hz范围内的振动,显著改善了车辆运行平稳性。

关键词：高速车辆半主动系统 Sigmoid模型控制

基于天棚和地棚混合阻尼的高速车辆横向减振器半主动控制

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振动与冲击 2013年第2期32卷 18-23页

作者：郭孔辉隋记魁郭耀华湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室长春130022

在研究抑制高速轨道车辆横向振动时,传统天棚阻尼控制方法使车体的横向振动降低的同时,却增加了转向架和轮对的横向振动,导致机车高速运行时脱轨的可能性变大,运行安全性降低。针对上述问题,在Adams/Rial中建立了轨道车辆单节拖车的整... 详细信息

在研究抑制高速轨道车辆横向振动时,传统天棚阻尼控制方法使车体的横向振动降低的同时,却增加了转向架和轮对的横向振动,导致机车高速运行时脱轨的可能性变大,运行安全性降低。针对上述问题,在Adams/Rial中建立了轨道车辆单节拖车的整车模型,利用Matlab/Simulink工具,结合天棚阻尼控制和地棚阻尼控制特点,研究了混合阻尼控制对高速列车横向振动的抑制作用。结果表明,混合天棚阻尼控制综合考虑了高速车辆运行时的舒适性和安全性,使高速车辆具有更好的综合性能。

关键词：高速车辆半主动控制天棚地棚混合阻尼控制

考虑轴箱轴承表面波纹度的高速车辆振动特性分析

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机械工程学报 2016年第14期52卷 147-156页

作者：刘国云曾京戴焕云罗仁高浩西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

采用SIMPACK动力学软件,建立一高速车辆出现轴箱轴承表面波纹度缺陷的动力学计算模型,将轴承假设为只有外圈和内圈两者之间的相互作用,轴承中的滚子直接等效成若干个力元,分别考虑轴承的内、外圈以及滚子表面波纹度对车辆振动特性的影... 详细信息

采用SIMPACK动力学软件,建立一高速车辆出现轴箱轴承表面波纹度缺陷的动力学计算模型,将轴承假设为只有外圈和内圈两者之间的相互作用,轴承中的滚子直接等效成若干个力元,分别考虑轴承的内、外圈以及滚子表面波纹度对车辆振动特性的影响。仿真结果表明:当轴承出现波纹度缺陷时,轴箱振动加速度会增大,而构架的加速度变化不大;对于外圈表面波纹度,会在特定频率及其倍频处出现峰值,且当纹度波数等于或接近滚子数目相或其倍数关系时,轴箱会出现严重的振动;对于内圈表面波纹度,当波纹度数N_w≠iZ±1且N_w≠iZ±1(其中i为正整数)时,在所仿真的波数下可能会出现多种基频及其倍频成分,否则只会产生特定的基频及其倍频成分;对于滚子表面波纹度,当滚子波纹度数目为偶数时,只会出现特定的基频及其倍频成分,且在特征频率旁边存在着调制边带;随着滚子波纹度数目的变化,三种情况下的轴箱振动加速度幅值会在波纹度数目等于滚子数目处产生峰值点,且随着波纹度幅值的增加,三种情况下的轴箱的振动均变得越来越剧烈。

关键词：轴承波纹度高速车辆振动

基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析

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铁道学报 2018年第3期40卷 39-44页

作者：李响任尊松徐宁北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立包含高速车辆车轮不同踏面和60kg/m钢轨型面的车辆系统动力学模型,研究改变车轮踏面锥度和悬挂参数对车辆动力学性能的影响,并根据计算结果得出一组新的优化参数。结果表明:车辆系统的稳定性主要由轴... 详细信息

利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立包含高速车辆车轮不同踏面和60kg/m钢轨型面的车辆系统动力学模型,研究改变车轮踏面锥度和悬挂参数对车辆动力学性能的影响,并根据计算结果得出一组新的优化参数。结果表明:车辆系统的稳定性主要由轴箱定位刚度和抗蛇行减振器阻尼决定,而舒适性主要由二系垂向阻尼、横向减振器阻尼以及系统垂向刚度决定。对于轮轨磨耗而言,优化后的高速车辆车轮踏面具有较好的耐磨性能,踏面锥度大、对中性好,不易产生较大幅度的横向振动。总体而言,优化后的车轮踏面锥度和悬挂参数在平稳性、稳定性和磨耗方面优于或接近标准参数车辆,验证了其可行性,为车辆结构参数统一化设计提供相应理论依据。

关键词：高速车辆轮轨关系踏面锥度悬挂参数动力学性能