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。     

70％低地板轻轨车辆轮轨力测试研究

为了测试弹性车轮轮对的轮轨力,根据70％低地板轻轨车辆转向架的一系悬挂结构,开发了一种新的轮轨力测量技术:在一系圆锥橡胶弹簧的钢质下支柱粘贴2组应变片,通过合理布点和组桥消除了垂向力和横向力测量电桥之间的相互干扰,从而直接测得作用在轴箱弹簧上的垂向力和横向力.使用这种方法测试了70％低地板轻轨车辆的刚性轮对和独立轮对的轮轨垂向力和轮轴横向力.     

一种测试轮轨力的新方法

介绍了一种测试轮轨力的新方法,该方法不需要粘贴应变片,也不需要安装集流环或遥测仪.直接用几个非接触式间隙传感器测出车轮的变形量就可以得出横向轮轨力,法向轮轨力和纵向轮轨力则直接由转向架的弹簧变形量和转向架的应变量得出.全尺寸转向架试验台试验和列车运行试验表明,该轮轨力测试新方法可以直接应用于商业运营线路的轮轨力监控.     

重载铁路轮轨力测试及传输系统研究

为检测重载铁路轮轨垂向力和轮轨横向力,对轮轨力测试及传输系统进行研究,并在大秦重载铁路进行了样机试验.试验结果表明,本文提出的重载铁路轮轨力测试及传输系统的构建方案是切实可行的.     

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。     

连续测量轮轨接触位置装置的开发

对车辆脱轨安全性进行的评价一般依据脱轨系数进行,但难以作出确切的评价.针对这一问题,本文介绍了能够对轮轨接触位置等参数进行连续测量的装置.该装置不仅可以测量轮轨的接触角和横向蠕滑力,还能修正轮轨横向力,得到的数据具有较高的可靠性.     

WJ-7型大调量扣件地段轨道动力响应测试及分析

为了恢复线路平顺状态,某线采用大调量扣件调整轨面高程。通过对大调量扣件地段轨道动力响应测试结果分析,评价其使用效果。分析结果表明,各评价指标均在安全限值之内;轮轨水平力、轮重减载率等指标随列车通过速度增大而增大;增加扣件调高量对轮轨垂直力、轮轨水平力以及脱轨系数的影响较小,但钢轨轨底横向位移、轮重减载率有增大趋势;在曲线段采用大调量扣件会导致钢轨轨头横向位移、轮重减载率和脱轨系数明显增大,建议在曲线地段扣件调高量不宜过大。     

动车所小半径曲线脱轨安全性研究

车辆以较低的速度通过小半径曲线时常会发生脱轨事故,为了研究动车组在动车所内小半径曲线脱轨的特性,应用多体动力学软件建立了8辆编组的CRH5型动车组仿真模型,考虑了悬挂参数和车钩缓冲装置的非线性特性。在某动车所半径250m的曲线进行了仿真模型的验证试验,应用MiniProf钢轨廓形仪和轨道几何状态测试手推车分别测试了钢轨磨耗和线路的轨道几何状态,将其作为仿真模型的输入参数;在钢轨轨腰粘贴应变片,利用应变片测试原理进行地面轮轨垂直力和水平力测试,应用现场测试数据对仿真模型进行验证,发现计算结果与试验结果吻合较好。应用该仿真模型分析了曲线连续正矢差、轨道几何状态及轮轨型面对车辆脱轨的影响,结果表明:(1)曲线连续正矢差对脱轨系数和横向力影响较大,对轮重减载率影响较小;(2)新车轮与磨耗钢轨接触时的脱轨系数增大约40%;(3)较大的轨道高低不平顺容易引发车辆爬轨脱轨,应严格控制小半径曲线外股的高低偏差;(4)对于CRH5型动车组,由于5车质量较轻,5车的车轮抬升量较其他车增大约35%,使得通过曲线的脱轨安全裕度减小。     

基于改进经验模态分解法的地铁列车轮轨应变信号降噪

地铁列车轮轨应变信号的采集受到诸多因素影响,存在随机白噪声,准确性较差。对此,提出一种改进的经验模态分解法用以降噪,可提高局部均值求解精度,抑制模态混叠现象。运用该法对地铁列车轮轨应变实测信号进行分析,结果表明:改进经验模态分解法能有效消除轮轨应变信号中随机白噪声的干扰和影响,对有效识别轮轨力真实信号具有重要意义。     

钢轨接头扭转对车辆-轨道动力学的影响研究

针对高速铁路钢轨采用铝热焊接时会存在钢轨扭转的情况,为研究钢轨接头扭转造成的轨道不平顺对车辆轨道动力特性的影响,通过建立轮轨接触几何模型和车辆轨道动力学模型,研究钢轨接头从-1/40扭转到1/15时对轮轨接触点位置分布、车轮滚动圆半径差以及轮轨相互作用力的影响规律。结果表明:无轮对横移时,钢轨扭转造成的轮轨接触点位置横向偏移量达到25 mm;车辆由钢轨扭转-1/40通往钢轨扭转1/15时,车轮的滚动圆半径差为正,能够抑制轮对的横移,反之为负,会加剧轮对的横向移动;钢轨接头扭转会极大恶化轮轨动力相互作用,轮轨横向力和垂向力的最大值分别达到15.1 k N和131.5 k N。     

轨检仪轨距测量误差的温度影响与补偿

轨距参数的准确测量是铁路行车安全的有力保障,作为轨道几何参数测量的常用仪器,轨检仪在轨距测量过程中容易受温度影响,当传感器的标定温度与测量时环境温度相差较大时,误差体现更加明显。针对这一测量误差来源,提出温补因子的概念,从实验计算出温补因子大小,再从理论上验证了该温补因子的正确性。实验结果表明,增加温补因子后的轨距测量不再受标定温度及测量环境温度的温差影响,提高了轨检仪的轨距测量准确性,证明了温度补偿的必要性。     

转辙器轨距加宽对高速道岔动力特性的影响

运用道岔系统动力学理论,考虑轨距加宽式转辙器的结构特性,建立列车/道岔耦合动力学模型,以350 km/h客运专线18号高速道岔为例,计算分析了列车以350 km/h直向及80 km/h侧向过岔时的动力特性.结果表明:转辙器轨距加宽可提高列车直、侧向过岔时的平稳性,降低直向过岔时尖轨的磨耗指数,减轻尖轨侧磨,增加尖轨开始受力截面的轨顶宽度;增大转辙器部位的动轮载、轮缘力及动应力,对尖轨受力不利;转辙器轨距加宽对列车侧向过岔的轮重减载率和脱轨系数有不利影响,对直向过岔的影响不大.因此,建议在我国350 km/h客运专线高速道岔设计中,暂不使用转辙器轨距加宽技术.     

京津线动车组曲线和道岔通过性能分析

研究目的:针对执行UIC510-2标准的时速300 km动车组能否通过中国铁道线路这一难题,分析检算了我国铁道线路曲线轨距加宽和铁路道岔的相关尺寸及维修标准与时速300 km动车组转向架相关尺寸匹配关系,以提出最经济、可靠的解决方案。研究结果:提出了我国时速300 km动车组轮对轮背距采用1360 mm的建议。为保证轮对顺利通过查照间隔最小值1391 mm的中国固定辙叉,将其公差带由±3 mm改为±1 mm,而其它轮对尺寸及组装公差执行"车辆不同类型走行部分使用不同直径车轮的规定"标准(UIC510-2);道岔尺寸及维修公差保持中国既有线标准,以避免大规模改建轨道设备。小半径曲线轨距加宽执行新的标准,保证动车组以力等自由内接顺利通过。     

套轨技术在非洲米轨改造工程中的运用

非洲铁路基础设施陈旧落后,既有米轨铁路逐步升级改造为标准轨距铁路的需求日益迫切。套轨铁路作为一种过渡形式的铁路,既能实现不同轨距列车共线运营功能,满足不断增长客货运输需求,又能节约土地和建设资金,减少环境污染。在既有米轨铁路不中断运营情况下,进行标准轨-米轨套轨形式的铁路改造也是非洲铁路在过渡阶段的必然选择,本文对其中涉及的主要技术标准和关键技术进行论述。     

轨道交通智能限界检测技术研发及应用

传统的限界检测仪存在检测时间长、安全性低、数据采集效率不高等缺点。本文介绍一种集激光扫描设备、高清影像设备、里程计等多类传感器于一体的轨道小车多传感器动态精密测量装置,阐述基于高清影像数据的轨道断面高精度、高密度数据采集方法,针对不同的应用场景采集不同的空间信息,实现超限位置里程、影像、侵限数据同步记录,并支持数据导出形成数据报告,为提升铁路客运专线的安全性提供技术支持。     

宽轨距与标准轨距9号固定型交叉设计

根据宽轨距与标准轨距铁路轨道交叉的特殊情况,考虑运营需要和车辆通过的安全性,设计了应用于宽轨距与标准轨距9号交叉的固定型钝角辙叉。通过在固定型钝角辙叉外侧设置护轨,解决了车轮自护的安全性问题,验证了9号固定型交叉的可行性。     

1520mm轨距QRRS ZK1型转向架的研制

介绍了适应独联体国家1 520 mm轨距QRRS ZK1型转向架的结构、主要技术参数和试验及应用情况。     

应变电测技术在产品设计中的应用

简要介绍了应变电测技术的优点、在典型产品设计中的应用情况和使用时的注意事项。建议在产品设计中广泛使用该技术进行验证。     

铁路接轨方案的模糊综合评判研究

研究目的:新线设计中,接轨方案的选择是决策阶段需要解决的重要问题之一。接轨方案的选择主要是解决接轨点的选择和接轨方向的选择。本文通过对模糊综合评判的研究,为接轨方案的论证、优选提供一种量化的方法,以便做出较理想的线路设计。研究方法:从接轨方案选择的模糊性出发,确定影响接轨方案选择的各种因素,运用模糊数学的原理和方法对各种因素从理论上给予模糊综合评判,得出各个方案的优劣性。研究结果:通过对新建铁路田东至德保线接轨方案的实例验算,提出了推荐接轨方案,证明了本模型的可行性和实用性。研究结论:模糊综合评判模型在接轨方案的比选中有较强的应用价值,可为设计者提供决策依据;在实际应用中,可从比选方案自身特点出发,对模型的参数进行改进、优化。     

1520mm宽轨高速铁路平面曲线设计参数研究

研究旨在为我国高速铁路在1 520 mm宽轨地区的应用提供平面曲线参数的计算方法和设计选用的参考。运用我国高速铁路设计规范中的计算方法和判定条件,计算1 520 mm宽轨高速铁路平面曲线设计参数,分析不同平面曲线半径和设计超高对列车行驶安全和旅客舒适度的影响,得出不同的速度目标值对应的平面曲线参数结果,包括曲线半径合理取值范围、最小曲线半径取值和缓和曲线长度值。研究结论:(1)1 520 mm宽轨高速铁路最小曲线半径主要受到设计速度和速度匹配的影响,设计速度越高,速差越大,最小曲线半径值越大;(2)在同等条件下,1 520 mm宽轨的最小曲线半径取值大于标准轨的最小曲线半径取值;(3)缓和曲线长度值主要受设计超高和设计速度控制,与轨距基本无关。