高速铁路钢轨打磨技术研究与应用

针对部分地段出现CRH3型动车组转向架构架横向振动加速度报警限速的情况进行深入分析,据此确定了对钢轨进行打磨的对策,制订了打磨工艺参数.通过实施打磨后,改善了轮轨匹配关系,解决了动车组转向架构架横向振动加速度报警限速问题,提高了动车组运行品质.     

铁路工程车辆横向失稳动力学特征分析

以工程车辆正线动力学性能型式试验数据为研究对象,论述了国内外铁路对车辆横向失稳试验的判定,从车体和构架横向振动加速度、轮轴(轨)横向力及轮轨垂向力3方面对试验过程中车辆横向蛇行失稳时呈现的动力学性能特征进行分析、归纳和总结。结果表明,焊接构架式转向架的工程车辆,采用构架横向加速度10 Hz滤波后,连续峰值5 m/s2来进行横向失稳评判较为合理。     

某地铁转向架构架端部开裂机理及分析

针对某B型地铁在正常运营过程中发生转向架构架端部开裂问题,文中采用运营模态分析和线路试验开展断裂机理研究。首先文中基于PolyMAX方法识别出构架在实际运营中的工作模态,其中构架端部存在频率为222.9 Hz,阻尼比为0.72%的纵向摆动固有模态;然后通过分析轴箱、构架端部加速度和动应力时频特性以及对典型区间轨道调查发现,车辆以60 km/h的运营速度通过含有波长为80 mm钢轨波磨的弹性短轨枕区段时,构架端部与轨道固有频率重合,从而导致结构共振引发疲劳破坏;在相同工况条件下,构架端部安装加强筋改进后的结构,其振动加速度和动应力均比原方案减小90%左右,同时对改进前后构架端部进行寿命评估,结果表明安装加强筋后的构架端部损伤值大幅降低,满足转向架的使用寿命要求。     

牵引电机横向约束装置对NJ2型机车横向振动性能的影响

NJ2型机车一系弹簧横向刚度过小,不能有效抑制轮对的横向振动.通过在转向架构架和端轴电机间加装横向拉杆,提高轮对横向等效定位刚度,可有效抑制轮对的横向振动.分析在转向架构架和端轴电机间施加横向约束后机车横向平稳性指标、端轴电机横向振动加速度、端轴轮对横向轮轨力及拉杆上的力的变化情况,得出约束刚度变化对机车横向振动性能的影响规律.     

动车组撒砂装置振动规律及影响因素线路试验研究

为探究动车组撒砂装置在实际运营条件下的振动疲劳特性，开展撒砂装置及构架端部的振动加速度和应力线路测试；研究不同运行线路、车轮镟修前后和不同速度工况下撒砂装置的振动和应力传递规律，分析轮轨激励影响；基于实测应力，计算疲劳关键点在1 500万km应力谱下的疲劳损伤。结果表明：撒砂装置及构架端部的垂向振动水平最高；京广线某区间撒砂装置的垂向振动加速度和应力能量峰值均约为广深线某区间的3.8倍；镟轮后撒砂装置的振动加速度和构架端部应力能量峰值可分别降低约67%和68%；撒砂装置振动加速度和应力较高的主要原因为轨道板周期性不平顺冲击，主频约为66.9 Hz，与轨道板冲击振动频率和结构的1阶固有频率相近；基于某线路区间应力数据获得的构架端部焊缝测点1 500万km损伤大于1，若动车组长期在该恶劣工况下运行，结构将可能出现振动疲劳失效。     

滤波频率对地铁车辆转向架载荷测试影响的研究

针对地铁车辆转向架载荷测试的特点,选择了不同的滤波频率对上海轨道交通1号线车辆转向架振动加速度在线试验测试数据进行处理。结合不同的被测量,分析了滤波频率对转向架荷载测试的影响,提出了适用于地铁车辆转向架荷载测试的滤波和采样频率;转向架动力学试验中振动加速度采样频率不低于640Hz;构架垂向和纵向加速度滤波频率选择125~150Hz;架悬电机垂向、横向和纵向加速度滤波频率不低于250Hz。     

京津城际动车组转向架横向失稳报警故障探讨

对京津城际发生转向架横向失稳报警故障的动车组进行车轮踏面廓形测试,并在京津城际全线对列车进行构架横向稳定性测试,调研试验线路情况。结果表明,发生故障的车辆车轮存在凹型磨耗,发生故障的区段的钢轨磨耗严重,导致轮轨关系恶化,增加了发生转向架横向失稳报警的可能性。提出对故障报警车辆进行车轮镟修以及对报警区段钢轨进行打磨的解决措施。     

利用转向架振动加速度监视车辆故障的方法研究

介绍了在1台转向架上安装1个或2个加速度传感器,以监视车辆零部件状态的方法。提出利用垂向振动加速度传感器检测轴箱减振器与空气弹簧衰减特性异常、空气弹簧破裂,以及脱轨等故障的建议。     

客车转向架构架裂损故障分析

对YZ25G356151号客车转向架构架裂损故障进行了全面分析。首先,故障部位的断口形貌、裂纹源微观检测、裂纹源金相等方面表明,转向架构架存在制造质量问题是导致本次客车转向架构架裂损故障的内因;其次,车辆运行品质轨边动态监测系统(TPDS)的报警信息及波形数据表明,故障端轮对呈多边形失圆,导致的冲击作用加剧了构架侧架裂纹的扩展,是本次客车转向架构架裂损故障的外因;最后提出了防范措施。     

构架弹性振动对疲劳寿命影响研究

近年来国内地铁车辆转向架构架多次发生弹性振动问题,弹性振动对构架疲劳寿命的影响已引起高度关注。现对国内某型地铁车辆转向架构架动应力进行测试并对数据进行时域和频域分析,得到了构架上发生弹性振动测点的动应力特点;在建立构架有限元模型的基础上,计算了构架自由振动频率,结果表明构架实际线路运用中弹性振动频率与其某阶固有频率一致;对测试数据采用去除振动主频率的方法,得到去除弹性振动后测点的动应力时间历程及分布特性,结合雨流计数法、S-N曲线并应用Miner线性疲劳累计损伤理论,得到发生弹性振动和去除弹性振动情况下构架上不同部位测点的等效应力幅值及疲劳寿命,进而获得构架弹性振动对疲劳寿命影响特性。研究结果表明,发生弹性振动后,构架局部位置疲劳寿命将大幅下降,可降至原设计寿命的1/3。     

德国德累斯顿有轨电车安装检测系统

德国德累斯顿对有轨电车安装了检测系统，系统共包含64个传感器，分别检测转向架振动加速度、车体振动加速度和结构变形及温度等数据。检测系统计算机与车辆总线（MVB）相连，同步获取行车相关信息。系统有4个模块分别诊断检测运行状况，     

弹性构架对车辆系统振动响应的影响

为了研究弹性构架对车辆系统振动响应的影响,结合FE软件ANSYS和MBS软件SIMPACK,通过在SIMPACK前处理程序FEMBS中生成弹性构架的标准输入文件,在SIMPACK中建立刚柔耦合的车辆系统动力学模型,并把转向架构架考虑为弹性体.通过仿真计算,获得了车辆系统的位移、加速度、振动频率等振动响应特性.对比分析结果表明,弹性构架对系统的振动响应强于刚性构架,且加宽了系统的振动频率范围.     

车辆系统横向运动稳定性评判的数值仿真研究

采用极限环法、构架加速度幅值法、构架和轮对加速度均方根值法对车辆系统的横向运动稳定性进行了评判。结果表明,采用构架加速度幅值法评判得到的临界速度高于采用极限环法得到的,而采用构架和轮对加速度均方根值法评判得到的临界速度在速度高时往往要低于采用极限环法得到的。对于TSI L 84—2008标准规定的构架加速度幅值评判方法,通过仿真分析,建议将其滤波频率3Hz～9Hz改为2Hz～9Hz,以覆盖低于3Hz的蛇行失稳频率,使评判结果更加准确。最后,还对高速车辆蛇行失稳后的脱轨安全性和运行平稳性进行了分析。     

列车万向轴动不平衡振动监测时域预警方法研究

万向轴作为列车主要机械传动部件,其动不平衡的存在加剧了传动系统振动,极易破坏传动系统轴承、万向节等核心部件。文章通过监测齿轮箱异常振动研究万向轴动不平衡时域预警方法,根据长期线路跟踪测试探索时域预警参数,建立万向轴-齿轮箱端振动时域预警模型;利用有限元方法建立传动系统有限元模型,研究不同转速下具有不同动不平衡值的万向轴在齿轮箱端振动响应关系。结果表明:不同转速下,标准旧轴加速度响应最大幅值均约为标准新轴的2.8倍。仿真及实测数据分析表明:列车运行速度为200 km/h时,振动加速度时域预警有效值为3.72g;列车运行速度为250 km/h时,振动加速度时域预警有效值为4.97g。台架试验验证了仿真结果及预警阈值的正确性。     

铁路货车车辆转向架无源无线振动传感与监测系统

转向架是铁路货车车辆的关键部件，因货车上无电源供给，且车辆在运用过程中存在随机编组，因此很难开展铁路货车转向架状态监测与故障诊断的相关研究。针对这一问题，文章研究了一种包括车载转向架无源无线振动传感与监测组件、测速发电模块、轨旁数据基站和远程故障诊断中心的铁路货车转向架无源无线振动传感与监测系统，系统通过安装在货车轴端的微型轴端测速发电机、测速发电模块为车载转向架无源无线振动传感与监测组件供电和提供速度信号，由振动传感与监测组件的信号采集处理CPU经组合传感器、信号调理电路、模数转换电路同步采集货车转向架的振动、冲击和温度信号并预诊断后通过WSN网络发送到轨旁数据基站，轨旁数据基站运用多线程WSN网络接收并缓存货运车辆的运行状态监测数据后再通过4G/5G网络自动将数据传输到远程故障诊断中心，远程故障诊断中心对列车运行状态数据进行分析处理与故障诊断后实现对货车转向架的智能运维。该系统已装车进行运行试验，试验结果表明，系统能实现铁路货车转向架的无源无线振动传感与监测，及时发现故障，确保货运列车安全行驶。     

用图解研究机车多轴走行部对线路侧向作用力的影响

用图解表示出四轴、六轴、八轴走行部的各种配置方案。计算结果表明，采用三台两轴转向架的走行部，其侧向作用力最大，不适合于高速运行，但如改用无构架式转向架对则其导向力约可降低２５％。文内指出：用无构架式转向架的四轴走行部来改造现有的有关机车将能得到较好的效果。     

城市轻轨车辆走行部技术综述

介绍了小轮径转向架、内侧轴箱悬挂式独立轮对二轴转向架、单轮对转向架、独立轮对单轴转向架、独轨车辆走行部,以及自动导向交通系统(AGT)走行部等六类应用于城市轻轨车辆的典型走行部实例。立足于我国国情,对有轨电车、独轨交通、AGT等轻轨交通模式在我国应用的可行性进行了探讨并提出了一些建议。     

高速动车组时频域响应特征及振动传递特性研究

随着运行速度的提高,车辆对轮轨激励的敏感性有所增强,激扰频率范围也进一步加宽,深入研究高速列车振动特性及传递规律具有重要意义。在车辆各主要部件上布置加速度传感器,于武广客运专线上测试并获取了高速动车组轴箱、车体、构架承载部位以及齿轮箱和制动吊座等部件的垂向和横向振动加速度时间历程。对照列车运行速度,分析一、二系连接处各部件振动加速度峰值、均方根等时域特征,给出测试里程内系统振动频次和幅值之间的对应关系。利用短时傅里叶变换方法,获得系统各部件功率谱主频与运用速度之间的关系,并给出典型冲击工况下时频谱的特点。建立不同响应位置间的幅频传递函数,获得匀速、牵引加速、制动减速等不同典型工况下各部件间的频域传递特性。本文的研究工作对认识和获得动车组车辆系统振动特性具有较为重要的工程意义。     

DA_(26)型凹底平车动力学性能研究

利用车辆系统动力学仿真分析软件UM建立了配装4E轴焊接构架式转向架的DA_(26)型凹底平车的动力学分析模型,针对悬挂参数进行了优化分析,并对悬挂参数优化后的车辆系统动力学性能进行了预测。计算结果表明:DA_(26)型凹底平车在空车、载重230t、载重260t等装载状态下,其蛇行失稳临界速度均满足设计任务书的要求,且具有足够的安全余量;通过大量的动态曲线通过性能分析和大量的侧线道岔通过性能分析,提出了DA_(26)型凹底平车通过曲线和侧线道岔时的限速值;DA_(26)型凹底平车具有较好的运行平稳性。研究表明:4E轴焊接构架式转向架虽然没有加设均载装置,但仍可以保证转向架具有良好的动态均载性能。此外,通过对比底架弹性体模型和底架刚性体模型的计算结果,认为可以用刚性体底架模型预测车辆的动力学性能。最后,通过线路试验结果与仿真分析结果的对比,验证了仿真模型的正确性。     

动车组车辆车下悬吊设备线路振动特征分析

高速列车刚柔耦合振动会引起车下悬吊设备的剧烈运动。介绍了高速动车组车辆悬吊设备以及质量调谐吸振理论。根据试验数据,分析了构架振动响应、车下设备振动响应,以及不同车速和线路对车下设备振动响应的影响。结果表明:正常路段构架横向振动加速度振动幅值较小,而蛇形激励路段构架横向振动主频为7.4 Hz。在振动水平正常时段,设备振动显著大于车体振动,设备频域振动特征主要为高频磁致振动,设备15 Hz以上的高频振动均未传递至车体。转向架蛇行激励时段,辅助变流器和车体耦合振动频率为7.6 Hz,设备和车体振动相位基本相同。运行速度增大时,车下设备振动增强,线路条件对车下设备振动也有重要影响。