重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究

基于车辆动力学、非Hertz轮轨滚动接触理论和Archard磨损模型建立车轮磨耗预测模型.利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析.在数值计算中,主要考察轴重为25 t和30 t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响.研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善.结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30 t车轮的硬度大于340 HB.     

40t轴重货车制动热负荷分析

增加轴重是重载运输提高运能的重要途径之一,然而轴重的增加对制动系统提出了更加严格的要求。采用数值方法,对40t轴重货车紧急制动和长大下坡道制动的车轮热负荷情况进行了模拟,对其温度场和热应力场进行了分析,基于制动热负荷对轴重40t货车车轮的强度进行了预测。结果表明紧急制动和长大下坡道制动最高温度均出现在车轮踏面处,其幅值分别为233℃和231℃;最大热应力分别出现在踏面和辐板外侧靠近轮毂处,其幅值分别为348MPa和252MPa。不同温度下的von Mises应力计算结果表明最大应力值均未超出材料的屈服极限。     

30t轴重货车车轮热应力分析

热损伤是重载货车车轮失效的主要原因之一。分析了30t轴重货车不同轮径的车轮在紧急制动工况下的温度场和热应力场,通过分析比较,得出30t轴重货车车轮直径的建议值。     

30t轴重货车速度匹配及其轮径选择研究

轴重对轮轨作用力及车辆的动力学性能有显著的影响.分析研究了不同轴重货车的动力学性能,得出了轴重增加使轮轨作用力增加的结论.得出了与30t轴重货车相匹配的较佳运行速度值,并得到了比较适宜的车轮直径选择数值.     

25 t轴重重载货车车轮强度分析

根据UIC和欧洲EN的有关标准确定车轮的机械载荷及载荷工况,考虑到轮轴过盈配合,计算了25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的应力,并对该车轮进行了静强度和疲劳强度评定。计算结果表明,在机械载荷作用下,25 t轴重重载货车磨耗到限车轮的静强度和疲劳强度均满足设计要求。     

基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。     

关于27t轴重重载货车对减速顶调速系统影响的探讨

针对即将开行的27t轴重重载货车,对编组站减速顶以及减速顶调速系统产生的影响,介绍了27t轴重重载货车由于车轮直径的变化所引起的减速顶制动功的变化,同时对减速顶调速系统的调速能力能否满足货车轴重的增加进行了分析。     

27t轴重铁路货车技术及发展——基础设施与试验

介绍了我国27t轴重铁路货车线路动力学性能试验以及27t轴重铁路货车(混编)线路适应性试验、编组站驼峰溜放综合试验、装卸货设施试验的情况,分析了既有线桥、驼峰、装卸设施对27t轴重铁路货车的适应性。     

我国铁路货车车轮技术发展

我国铁路货车车轮规模化生产发展历经40多年,产品趋于多样化,满足了不同时期的铁路运输需求,新产品新技术也在不断研制开发中。21 t 和25 t 轴重货车的 S 形辐板车轮,采用 LM 磨耗型踏面,设计上取消了车轮辐板孔,消除了应力集中带来的安全隐患。此外,对引进的国外铸钢车轮技术进行了优化设计,降低了车轮自重。近年来,具有完全自主知识产权的贝氏体钢车轮、新型珠光体钢重载车轮、新型超声波探伤、高洁净车轮钢工艺、车轮钢圆坯连铸工艺、抗早期剥离等一系列新材料、新技术在我国铁路贷车车轮技术中得到应用。     

33t轴重内燃机车方案及机车曲线黏着问题研究

针对我国30 t轴重重载技术体系中还没有30～33 t轴重内燃机车的现状,基于25 t轴重HXN3机车技术平台,提出33 t轴重内燃机车分别采用三轴传统转向架和三轴径向转向架2种基本方案。建立机车发挥牵引力时的动力学模型,通过理论分析和数值仿真研究机车曲线通过时导向轮对车轮横向蠕滑率的特点及其对纵向黏着力的影响,并基于总蠕滑率的考虑给出曲线黏着计算公式。针对大半径、小半径两类曲线,对比研究径向转向架和传统转向架通过曲线时导向轮对左右侧车轮黏着系数和蠕滑率的特点,揭示采用径向转向架对改善曲线黏着的优势。研究结果可为今后我国研制大轴重、高黏着内燃机车转向架提供参考。     

现代有轨电车独立轮转向架移动式不落轮镟修工艺及装备研究

以广州海珠有轨电车试验线车辆轮对旋修为例,介绍了独立轮转向架移动式不落轮镟修工艺原理,分析了现代有轨电车转向架的特点、架车机设备的功能,以及架车工装、镟修定位夹紧工装的选型要求,给出了独立轮转向架移动式不落轮旋修工艺流程。     

传统T型轨检小车走行轮结构的改进设计

针对传统T型轨检小车走行轮采用外圆环贴合轨道侧面的设计,存在制造与后期维护繁琐、单双轮组件的走行轮不能互换、长时间使用磨损大的问题,提出一种新型的走行轮改进机构,该机构采用3个规格完全一样的走行轮,并设计一定位轮装置代替双轮组件走行轮外圆环的设计,显著提升走行轮在制造与后期维护的简便性以及耐磨性能。通过对定位轮装置中心轴的ANSYS Workbench有限元分析,验证该装置结构设计的合理性。     

简析高速重载工况对车轮轮辋疲劳裂纹萌生的影响

研究了在重载列车和高速列车车轮实际使用工况下,轮轨接触应力提高后车轮轮辋内部应力增加对轮辋疲劳裂纹萌生的影响。对普通列车、重载列车、高速列车上实际运用过程中发生辋裂的车轮进行失效分析和研究,结果表明:列车轴重增加和运行速度提高,导致车轮轮辋内部萌生裂纹的"临界夹杂物尺寸"减小,使车轮轮辋中原本处于安全尺寸范围的脆性夹杂物越过"临界夹杂物尺寸"成为疲劳裂纹萌生的主要发源点,最终导致车轮轮辋疲劳裂纹的形成。     

铁道车辆车轮强度设计方法探讨

鉴于目前国内尚无车轮强度的设计计算标准,本文对车轮强度设计方法进行探讨。提出了主动轮和从动轮车轮强度计算的载荷工况和当量静应力及当量疲劳应力计算方法。依据实验数据提出了4种车轮材料的许用应力。根据本文方法编制处理程序并以中国铁路在役客车的KKD型车轮和蓝箭动车主动轮为例,对静强度及疲劳强度进行了计算分析。分析结果表明:本文论述的车轮强度设计方法,计算结果符合实际,具有可操作性。     

大秦铁路货车车轮磨耗问题的调查与研究

通过对重载货运专线——大秦铁路运行的货车车轮磨耗数据的统计、分析和对铁路货车运用中出现的闸瓦磨耗等问题的分析,将影响铁路重载运输货车车轮磨耗的主要因素归结为:货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度及同一轮对两车轮的轮径差。采用车辆动力学仿真方法,研究车轮轮缘磨耗与踏面磨耗间的关系。结论表明,推广应用新型C级钢车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、控制同一轮对两车轮的轮径差、研制新型高摩合成闸瓦等措施是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径;铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。     

低噪声车轮研究和应用的进展

轮轨噪声是城市轨道交通中的主要噪声源,因此,低噪声车轮的研究是降低轨道交通噪声研究的重点。文章对包括弹性车轮、消声车轮、声学优化车轮和复合材料车轮研究和应用的最新进展进行了总结。     

ZMB080型地铁车辆转向架车轮降噪研究

文章介绍了国内外城市轨道交通车辆低噪声车轮的降噪方式,找到了适合ZMB080型地铁车辆转向架车轮降噪的方法—在车轮的轮辋内侧安装阻尼环,并通过实验对该方法进行了验证。     

上海地铁车辆统型车轮强度及热力学计算分析

提出了上海地铁车辆用统型车轮的毛坯结构,通过与上海轨道交通3号线、4号线现役车轮对比计算,证实了统型车轮具有良好的静强度、疲劳强度及热力学性能,满足强度及热力学的要求。     

铁路车轮轮箍踏面制动剥离研究

目前国内铁路车轮轮箍（以下简称车轮）在运用中会出现各种各样的损伤现象，其中尤以车轮踏面制动剥离最为突出，通过对近几年剥离车轮的检验方法和研究，观察到踏面制动剥离这类热损伤情况占了绝大多数，本文在进行材料学和金相学分析的基础上，根据其宏观和微观表现特点，对该种剥离类型进行机理上的分析与探讨。     

基于EMD广义能量的列车车轮故障诊断技术

针对列车车轮故障诊断,研究基于经验模态分解(EMD)广义能量法诊断技术。首先对钢轨振动信号进行经验模态分解,选取出有效本征模函数分量并赋予权重系数,然后求出各分量的能量加权和作为该信号的EMD广义能量值,最后确定出正常车轮的EMD广义能量安全域阈值,判断车轮的故障状态。采用仿真的正常及故障车轮的钢轨振动信号进行实验,验证提出的方法对正常和故障车轮的识别准确率达到90%以上。