粘弹性阻尼对列车车轮滚动噪声的影响

介绍了车轮滚动噪声的理论预测方法,并给出了两种有效降低列车车轮滚动噪声的阻尼措施:①在轮缘和轮辐间加粘弹性层阻尼的弹性轮;②在轮辐上施加固化层的阻尼措施。采用有限元模型计算车轮的模态形状和模态质量。同时对一系列弹性层刚度不同的弹性车轮进行了分析。研究表明车轮的辐射声能量受弹性层刚度的影响较大。在标准920mm车轮和860mm车轮加固化层阻尼措施会降低车轮的滚动噪声。     

基于数理统计的铁道车辆车轮轮缘厚度旋修值研究

合理的轮对维修策略对提升铁道车辆轮对检修经济性和服役安全性具有重要意义。文中在跟踪获取了运营单位大量轮对尺寸检修样本数据的基础上,实现了车轮轮缘厚度分布规律的描述和车轮磨耗特性的探究;基于线性"灰箱"映射关系模型,实现了对轮缘厚度参数的服役过程刻画,给出了一套确定最优轮缘厚度旋修值的方法。通过分析可见:车轮磨耗特性受线路条件和负载情况影响显著,重载将导致车轮踏面剧烈磨耗,固定线路运行容易引起车轮的偏磨,山区路况曲线多、半径小,导致轮缘磨耗显著,而列车的高速运行对踏面磨损损耗大;基于线性"灰箱"映射模型确定了所跟踪的3家运营单位轮缘厚度最优旋修值范围,按运行周期到限后参数仍有95%以上的可靠度,确定其最优范围分别为:铁路货车约为27.9～28.1mm,动车组为29.8～30.4mm,铁路机车约为31.8～32.3mm。     

铁路机车车轮轮缘径向裂纹超声检测工艺研究

机车车辆车轮轮缘在循环载荷和冲击作用下,会产生轮缘伤损。通过声路分析、人工伤损设计制作、超声工艺试验,提出机车车轮轮缘径向裂纹自动化探伤设备超声检测工艺,即用70°横波斜探头偏斜一定角度放置于踏面距轮外侧面44 mm处,对车轮轮缘径向裂纹进行超声波检测。当选取10°偏斜角时,此工艺可以有效检出直径为950 mm~1 250 mm的车轮轮缘部位深度大于5 mm的径向伤损。     

铁道车辆地板结构的声-振传递特性

为得到地板结构的传递特性,对其振动传递率和声辐射效率进行了测量和数值分析。对底板与胶合板间采用软橡胶、硬橡胶或者木材支承进行研究的结果表明,采用软橡胶支承的声-振特性似乎要略好一些,或者更确切地说,这三者类似。     

轨下支承参数对钢轨声振特性影响研究

钢轨辐射噪声是轮轨噪声的主要组成部分,轨下支承参数对钢轨的振动与声辐射有着较大的影响。为研究轨下支承参数对钢轨声振频域特性的影响,基于FEM/BEM方法,建立钢轨振动力学模型和声学边界元模型,分析轨下扣件支承间距、支承刚度和支承阻尼对钢轨声振特性的影响规律。结果表明:扣件支承间距对钢轨的声振特性影响不明显;在20~200 Hz之间,合理大小的扣件支承刚度可以有效地减少钢轨振动与声辐射;合理大小的扣件支承阻尼可以有效地减少钢轨振动的频率范围为20~2 000 Hz,合理大小的扣件支承阻尼可以有效地减少钢轨声辐射的频率范围为100~1 000 Hz;扣件支承阻尼对钢轨声振特性影响的频域明显要宽于扣件支承刚度。     

CRH_(3C)型动车组薄轮缘车轮外形设计与运用

对京津城际铁路CRH3C型动车组车轮磨耗、车辆振动性能进行长期跟踪试验研究。研究发现部分动车组车轮镟修后车体横向失稳,而镟修后车轮外形等效锥度过小是车体失稳的主要原因。通过理论分析与试验研究,确定新的系列薄轮缘车轮形面设计原则为:提高轮轨等效锥度;统一轮缘高度;高次曲线连接轮缘根部与踏面外形。通过仿真计算、试镟修与线路运用考核薄轮缘车轮外形。仿真计算和线路测试结果表明:京津城际铁路CRH3C型动车组车轮采用该系列薄轮缘外形镟修后,轮轨等效锥度为0.17,动车组车体失稳现象消失,构架稳定性和运行平稳性均满足标准要求,直径镟修量控制在2mm以内。     

抗蛇行减振器动态特性研究

车辆在实际线路运行的过程中,减振器会表现出复杂的动态特性,新减振器与服役过一段时间的减振器表现出的动态特性会有所变化,减振器不同安装长度也会表现出不同的动态特性。主要针对新的抗蛇行减振器与服役一段时间后的减振器以及不同安装长度时的动态特性分别进行了研究。结果表明:减振器在服役一段时间后,动态刚度、动态阻尼均有所下降(小幅值时比较明显),随着幅值的增大,二者之间的变化越来越小;不同安装长度时,随着长度增加,动态刚度、动态阻尼均有所减小,而动态阻尼在低幅以及高幅低频时,随着长度的减小而增大现象比较明显,在高幅高频时,动态阻尼变化不是很明显。     

利用表面改性法降低车轮磨耗的基础研究

基于喷丸强化及固体润滑覆膜的表面改性,以提高车轮轮缘与钢轨轨距角部位(指两者接触部位)的耐磨特性为目标,利用试验室基础试验,对铁道车辆车轮实体模型轮缘部进行表面改性加工,准静态地再现了轮缘与钢轨轨距角部的接触形态,确认了固体润滑覆膜有利于提高耐磨特性,能有效发挥固体润滑功能.     

干式轮缘润滑器对地铁车辆车轮保护效果的研究

对天津地铁3号线干式轮缘润滑器安装与否进行对比试验,进而分析干式轮缘润滑对车轮轮缘和踏面的保护作用及效果,利用测量数据对3种型面车轮的磨耗速率进行了比较。研究结论可为车轮保护和合理镟修提供理论依据。     

LMD车轮外形的直径旋修量影响因素及对应措施研究

车轮直径旋修量由单次旋修的车轮旋修量,轮辋旋修次数决定。单次旋修量由旋修方法,旋修时的目标外形决定,而旋修次数由车轮轮踏面的磨耗规律及旋修周期决定。通过理论分析和旋修验证,分析了CRH1型动车组系列LMD系列薄轮缘外形的单次直径旋修量偏大原因;统计分析了东南沿海26列CRH1型动车组轮缘踏面磨耗规律,以及旋修过程的轮径差、径跳、直径旋修量,轮径差等参数,在此基础之上预测了不同旋修方法的车轮使用寿命。研究结果显示:LMD系统薄轮缘外形是造成直径旋修量偏大的原因之一;依据既有车轮磨耗规律和旋修方法,CRH1型动车组车轮使用寿命均在3.3×106 km以上;通过计算,车轮寿命最大旋修方法为:高级修时车轮恢复为轮缘厚度为30mm的薄轮缘外形;其他服役过程旋修时,车轮外形恢复为与磨耗后轮缘厚度最近的薄轮缘外形,但最小轮缘厚不能小于为28mm。     

地铁车轮降噪研究

利用轮轨噪声预测模型软件TWINS,以3种典型地铁车轮结构为例,分析车轮直径和制动方式对车轮噪声的影响,并利用各种阻尼措施和基于降低车轮噪声的车轮设计原则,对车轮结构进行优化和降噪研究.研究表明:减小车轮直径会增大车轮噪声声功率级约1.5～2.0 dB;轮盘制动的车轮比踏面闸瓦制动的车轮的噪声声功率级约小7.3 dB;采用三明治阻尼板和双阻尼环结构,可分别将SHL10车轮的噪声声功率级降低约7.8和4.6 dB;各种阻尼措施对NJL2车轮的降噪效果与SHL10车轮类似;采用单阻尼环(焊接接头)结构能将SHL10车轮的噪声声功率级降低约1.8 dB;双阻尼环结构对SHDB车轮的降噪效果明显;车轮结构优化后得到的SHL10O的车轮噪声声功率级比SHI10的车轮噪声声功率级降低2.3 dB,而NJI2O车轮的噪声声功率级比NJL2车轮的噪声声功率级降低1.6 dB.     

地铁车辆轮缘润滑对车轮磨耗的影响

为了研究轮缘润滑对车轮磨耗的影响效果,对国内某地铁线路安装轮缘润滑器的列车和未安装轮缘润滑器的列车的车轮磨耗进行了跟踪测试。结果表明,该线路地铁车轮轮缘磨耗分布在-40~-30 mm位置范围内,主要集中在轮缘根部,踏面磨耗分布在-30~60 mm位置范围内;轮缘润滑对车轮的轮缘厚度、轮缘高度及踏面磨耗速率影响较小,且对踏面为LM30的拖车轮缘磨耗速率的影响也较小,但能极大地减缓踏面为LM32的动车和拖车车轮轮缘磨耗。仅在动车上安装轮缘润滑器时,减磨效果能达到24%,而在整列车(包含动车和拖车)安装轮缘润滑器时,减磨效果则能达到36%。针对所调查的地铁线路实际情况,建议整列车均保留轮缘润滑器。     

修理用统一型薄轮缘车轮踏面外形

针对运用中因轨距减小而导致轮缘磨加剧的问题，设计并试验了统一型减薄轮缘厚度的修理用车轮踏面外形，试验表明，对减少轮缘磨耗，延长车轮使用寿命均有明显效果。     

约束阻尼车轮振动声辐射特性及拉伸强度分析

约束阻尼板由于具有降噪效果良好、组装容易、轻便等优点,广泛应用于高速列车车轮,逐渐成为抑制轮轨噪声的一种主流方法。为探究约束阻尼板的降噪效果,以某型高速列车安装约束阻尼板的车轮为研究对象。首先,对无约束阻尼板车轮和安装约束阻尼板车轮进行模态分析和谐响应分析并进行对比分析,研究约束阻尼板对轮轨振动特性的影响,然后根据相关的计算标准对约束阻尼板粘接强度进行校核分析。研究结果表明,安装约束阻尼板后的车轮振动固有频率变化很小,但对轮轨间的共振现象有较大程度的抑制效果。安装约束阻尼板后的车轮具有一定抗拉伸性,当受到较大拉伸力时,粘接失效一般出现在约束阻尼层外圈边缘,对于避免约束阻尼层安装失效具有很实用的参考意义。     

利用复合表面改性法降低车轮钢的磨耗

所谓复合表面改性法，是一种可在大气环境中进行处理的简易工艺，它组合了两种喷丸强化处理方法，即使用硬质粒子的微粒子喷丸处理及使用固体润滑材料的固体润滑剂喷丸处理。由于车轮轮缘部的磨耗引起的车轮形状变化，会对列车运行稳定性及安全性产生影响，所以要求减低轮缘磨耗。该文献介绍了在车轮轮缘部与小半径曲线段的钢轨问产生高表面压力、高滑动接触的条件下，以降低轮缘磨耗为目标，利用室内基础试验，     

用固体润滑材料润滑机车轮缘的效果

为降低轮-轨摩擦强度,推出了一种用固体含铜材料来润滑车轮轮缘的方法和实施这一方法所需的设备。这种方法和设备已在两个机务段中通过检查试验,使用结果表明能使车轮轮缘的磨损降低35%。     

列车车轮降噪设计及声辐射分析

车轮辐射噪声是轨道交通噪声的重要贡献源。结合声学仿真和试验技术,分析了某型车轮辐射噪声特性,并设计了一种结合约束阻尼和动力吸振技术的降噪车轮。车轮声学试验结果表明,该车轮降噪方案有良好的降噪效果,车轮声学传递函数幅值降低1~2个数量级,总声功率级降低11 d B(A)以上。     

广州地铁LM型车轮踏面奇数轮缘厚度等级镟修研究

在地铁车辆现有偶数轮缘厚度等级基础上,通过安全性仿真计算、镟修试验和跟踪、平稳性测试等方法,研究增设奇数轮缘厚度等级的可行性,以减少在恢复轮缘厚度情况下所造成的车轮直径浪费,延长车轮使用寿命,降低车轮维修成本,提高车轮镟修经济性。研究成果可为地铁车辆推广奇数轮缘等级镟修提供参考。     

地铁曲线段非对称轨底坡对轮轨匹配特性的影响

基于轮轨接触几何关系和轮轨非赫兹滚动接触理论,分析地铁曲线段存在的非对称轨底坡对不同车轮型面下轮轨接触几何特性和接触力学特性的影响;采用SIMPACK软件,建立某B型地铁车辆动力学模型,基于USFD磨耗函数建立车轮磨耗预测模型,研究非对称轨底坡对3种车轮型面下车辆曲线通过性能和车轮磨耗的影响。结果表明:外轨轨底坡固定为1/40时,内轨轨底坡的增大使内轨侧轮轨接触点分布偏向名义滚动圆外侧,从而增大了滚动圆半径差,改善了车辆曲线通过性能,但对不同型面车轮的改善程度不同;内轨轨底坡的增大对外轨侧轮轨接触力学特性无明显影响,但对S1002和DIN5573型面车轮的内轨侧法向压应力有增大作用,且内轨轨底坡增至1/10时LM型面车轮的内轨侧法向压应力才明显增大;对于LM型面,外轨轨底坡为1/40、内轨轨底坡为1/20或1/10时可明显减缓轮缘磨耗,内轨轨底坡设置在1/20附近较合适;对于S1002和DIN5573型面,非对称轨底坡对轮缘磨耗的影响较小。     

与既有线车辆运行时产生噪音有关的车轮振动特性

<正>为了预测铁道车辆运行时的转动噪音,必须掌握轨道以及车轮的振动特性。首先,通过冲击激振试验掌握车轮在设定位置的振动特性,然后在实际运行的铁道车辆车轮上临时安装加速度计(见图1),掌握旋转车轮的振动特性,并与冲击激振试验结果进行了比较。