连续测力轮对的数字试验研究

利用现车辐板轮制作连续测力轮对是当今轮轨力测量的一个趋势。然而，在试验室完成测力轮对的贴片与标定是一件十分费事的工作，而且最佳的贴片位置也不容易找到。现提出以有限元为基础的计算机仿真方法，分别对在垂向、横向载荷作用下的车轮辐板上的应变分布进行计算，并和试验结果进行比较，计算机仿真结果和试验结果吻合较好，进而分析计算不同的垂向及横向加载点对车轮辐板观测点应变的影响，寻找最佳贴片位置。这种计算方法可以大大缩短测试轮对的设计及标定周期，寻找最佳贴片位置，提高轮轨力的测试精度。     

高精度高速连续测量轮轨动态作用力的研究

采用高精度高速连续测量测力轮对是高速铁路联调联试、安全评估、轮轨关系及系统动力学仿真研究的重要技术手段。本文系统地论述高速测力轮对的基本原理以及基于综合误差最小化的设计方法、基于可靠性的制造工艺、基于精度的动静态标定等关键技术,介绍其在0号高速综合检测列车上的应用情况。结果表明,运用该技术的高速测力轮对,可在复杂运用条件下连续得到包括垂向力、横向力、纵向力及轮轨接触位置在内的完整的轮轨作用力学参数,为轮轨动态作用的深入研究创造条件。本文还就如何利用测力轮对改进高速铁路轮轨系统动力学仿真技术进行探讨。     

基于测力轮对的轮轨瞬态作用力仿真计算

轮轨力的测试大都采用测力轮对。然后目前的测力轮对尚有以下缺陷：１）测试电桥组成后便不易改动，因此，很难保证所组电桥是最优的。２）测力轮对在投入运行之前，首先要进行标定试验。实验室内可以精确实现垂向加载标定试验，对于横向作用力来说尚无法在轮轨踏面上实现准确加载，从而无法实现横向作用力的准确标定，其载荷的耦合作用更无法预测。针对这一情形，本文提出了对垂向和横向轮轨力进行仿真标定和对轮轨瞬态力进行仿真计     

轮轨力测量在高速铁路轨道检测中的应用研究

随着世界高速铁路的快速发展,高速铁路轨道检测技术已突破传统的轨道几何检测,朝着综合检测的方向发展。结合安装在我国新一代高速综合检测列车CRH380B-002的轮轨力检测系统在高速铁路轨道检测中的实际应用情况,介绍了我国在高速铁路轨道综合检测领域的最新研究进展———基于轮轨力测量的高速铁路轨道检测技术,并提出了一种基于轮轨力测量的高速铁路轨道状态评判方法。基于轮轨力测量的轨道检测技术通过安装在固定车辆(一般为轨道检查车)的连续测量测力轮对测量轮轨之间的相互作用力,从对车辆运行安全性和轨道疲劳寿命影响的角度对轨道状态进行检测,指导轨道日常养护。该技术是高速铁路轨道综合检测的重要组成部分,是对传统轨道几何检测的有效补充和完善,它的投入运用将更好的保障高速铁路的安全运营。     

测力轮对轮／轨力数据处理的迭代方法

为进行低动力作用货车转向架试验而研制了具有深盆型辐板和磨耗型踏面的测力轮对。用新的迭代法对所测的轮／轨力进行处理。文中对所提出的迭代方法进行了数学证明，结果与最优近似解相吻合。理论和实际应用结果都表明，这是一种精度高、速度快、行之有效的方法，具有普遍意义。     

作用于车辆轮对上力的测量方法的分析

介绍测量轮对垂直力和侧向力的三种方法，即分别在侧架，车辆辐板及车轮辐条上贴应变计的测量方法，建议完善在车轴上贴应变计的测力方法，分析了该方法的可行性。     

提高测力轮对测量精度的研究

介绍了在应变测量的基础上，提高测力轮对测量灵敏度和降低噪声的方法，从而实现提高了信噪比和测量精度的目的。     

轮轨接触点的在线连续测量

车辆运行过程中,由于车轮旋转的影响,轮轨作用点位置的测量非常困难。在线测量作用点的轮轨位置对脱轨机理和机车车辆性能的研究有十分重要的意义。在常规测力轮对的基础上,通过增加1个电桥感应作用点位置的变化。对电桥的输出进行傅立叶级数分析,建立作用点位置与电桥输出的非线性方程组。针对非线性方程组难以实时求解的问题,采用神经网络拟合轮轨作用力位置变化与电桥输出间复杂的非线性映射关系,用不同作用点位置下各种横、垂向力的组合对神经网络进行训练,以达到求解非线性方程组、得到作用点位置的目的。实验结果表明,可以较为准确地检测轮轨力作用点的位置,而且预测能力也令人满意。     

三向加载测力轮对标定试验台的研制

为适应新国标对铁道机车车辆动力学测试尤其是轮轨力测试提出的更高要求,研制了三向加载测力轮对标定试验台。该试验台可实现对测力轮对横向、纵向、垂向3个方向独立或联合精确加载,可适应城轨与大铁路多种轮对的标定,具有适用范围广、准确度高、轮对拆卸快捷方便、试验效率高等优点。     

新型测力轮对标定试验台研制

在分析国内外测力轮对标定技术现状及不足的基础上,提出了新型测力轮对标定试验台的设计要求和设计目标。研制的TK-LDBD型测力轮对静态标定试验台在实现垂、横、纵三向力的独立及联合精确加载的基础上大幅提升了设备适用范围及标定效率。为高精度连续测量测力轮对的研究及运用提供了技术支撑。     

高速车辆运行过程中轮轨接触点的测试研究

轮轨接触点对深化分析轮对运行动态行为、安全性、轮轨接触状态及作用力等起着关键的作用。基于传统车轮辐板应力测量车轮垂向力与横向力方法,考虑车轮磨耗影响,提出一种提高识别轮轨接触点准确度的改进测试方法。通过FEM程序ANSYS软件分析沿车轮踏面不同位置分别作用垂向、横向和纵向力时,车轮辐板表面的应力分布状态。由计算结果可知,沿辐板孔横向表面的径向应力分布随作用载荷位置(接触点)呈现特定的变化规律,为测试轮轨接触点位置提供了可行性。研究表明,在车轮辐板特定区域存在着对横向力和纵向力不敏感的应力区域,可消除由横向力和纵向力引起的干扰影响。根据计算和试验结果,找出车轮上应变片识别精度最佳的布置位置、方向和测试组桥方式,针对在线测试,完善测量桥路的可靠性和抗干扰性,使测试精度更高,接触点位置的确定更准确。分析因车轮踏面磨耗与镟修导致对车轮辐板表面应力分布产生影响的问题,推导出测试修正矩阵,扩展测量识别接触点的适用范围。完成测试轮对的研制,进行线路测试,获取了多种运行条件下接触点的测试结果。     

高速动车组连续测力轮对仿真分析

通过有限元仿真的手段对400 km/h高速动车组的车轮进行了静态载荷模拟计算,并根据计算结果对测力轮对连续测量方案进行了初步设计,同时对离心力引起的测量误差以及测力轮对的动态频响特性进行了评估,为高速动车组连续测力轮对的设计和使用提供参考。     

基于小波变换的轨道车辆轮轨力处理方法

轨道车辆轮轨力的计算精度直接影响车辆运行安全性及舒适性的评估,并影响车辆正向设计数据基础的准确性。基于小波法,利用LABVIEW软件图形化编程语言对间断式测力轮对测试数据进行零线漂移、去噪重构及峰值提取等操作,最终通过测试数据计算得到精确的轮轨作用力。计算结果可为车辆状态评估和车辆设计提供参考性数据基础。     

测力轮对划线台的研制

针对连续测力轮对研究、制作过程中对贴片位置的精度要求,研制了TK- LDHX型测力轮对划线台,能快速实现各种测力轮对径向、轴向、基准圆的精确定位划线,为提高测力轮对制作水平及其工艺质量创造了条件.     

测力轮对检测系统在轨检车上的运用

本文介绍了在轨检车上安装测力轮对检测系统的目的,系统构成和测量原理,并通过对检测系统目前实际运用情况的分析,认为该系统对轨道局部病害和轨道结构变化引起的轮轨力响应具有较强的检测能力.最后从安装该系统的动因出发,提出了下步的研究目标.     

BP神经网络在测力轮对横垂向桥解耦中的应用研究

BP网络是应用最广泛的网络之一。应用BP网络的计算原理，研究了BP网络在测力轮对横垂向桥解耦中的应用，同时利用测力轮对模型仿真计算的数据，进行了BP网络的训练与测试。     

CRH2010A综合检测车测力车轮与钢轨滚动接触弹塑性分析

运用非线性有限元分析软件ABAQUS,考虑通过直线、曲线线路和道岔3种工况,建立CRH2010A综合检测车的测力车轮与钢轨的三维滚动接触有限元模型,进行不同工况下测力车轮与钢轨的滚动接触特性及车轮辐板和轴毂的受力分析。结果表明:测力车轮的滚动接触特性与动车车轮相似;通过直线线路且轮对横移量为8mm时,产生轮缘效应,车轮磨损加剧;通过曲线线路时,左侧车轮与钢轨出现两点接触中心区;通过道岔时,左侧车轮与长心轨均发生塑性变形,车轮和钢轨的磨耗加剧;轴毂的过盈连接对轮轨接触特性的影响,远小于其对轴毂连接区域和辐板加工区域应力的影响;在这3种工况下测力车轮均满足静强度要求。     

基于轮对模型的铁道车辆脱轨安全性评估

考虑轮对摇头和侧滚运动,推导轮对的三维爬轨脱轨准则,采用轮轴脱轨系数和轮重减载率的联合安全域进行脱轨安全性评估。建立轮对横向和侧滚运动方程,推导轮轴横向力和轮轨垂向力的计算公式。提出一种轮轨力间接测量方法,利用轴箱加速度、一系悬挂相对位移以及转臂应变等测试量,进行轮轨力的反演识别。通过轴箱转臂标定试验,获得转臂定位节点横向力和转臂应变之间的关系。针对某高速客车进行环线线路试验,对比分析测力轮对和间接测量方法获得的轮轨力。结果表明:间接测量方法得到的轮轴横向力和轮轨垂向力与测力轮对波形吻合,峰值误差分别为11.2%和4.3%。直线段的轮轴脱轨系数和轮重减载率均较低,曲线段二者均显著增大,缓和曲线段的轮重减载率逐渐增大而轮轴脱轨系数变化平缓。     

准高速测力轮对加工工艺

阐述了准高速测力轮对与普通准高速轮对的区别，并详细介绍了准高速测力轮对的加工工艺。     

东京地铁公司提高列车走行安全性

东京地铁公司试验性地研发了车载及地面方式的脱轨系数实时监视技术。车载起初安装了一种测量轮重与侧压（PQ）的测力轮对;地面则在钢轨上安装应变片测量PQ。后来,又开发了一种实用的PQ测力轮对,轮重P的测量值,是通过电涡流式非接触传感器测量出车轮辐板的变形而获得;侧压Q的测量值,是通过磁场位移测量轴弹簧的挠度而获得。