基于声发射技术的道岔尖轨伤损监测系统研究

道岔尖轨是轨道的风险控制关键点，针对现有伤损检测技术在道岔尖轨处存在盲区的问题，提出一种基于声发射信号的铁路道岔尖轨伤损监测方法，研发出道岔尖轨损伤监测系统。系统基于伤损模式分类算法对列车经过钢轨时所产生的声发射信号进行分析，实现对尖轨伤损状态的识别。现场测试数据表明该方法能够有效识别道岔尖轨的伤损。     

曲线尖轨踏面伤损原因分析北大核心

为了研究伤损曲线尖轨轨头宽15 mm断面处踏面连续掉块的原因,对其进行断口宏观形貌观察、金相分析、非金属夹杂物检测、化学成分分析、淬火层形貌观察及硬度分布检测。结果表明:在距轨顶面约3.5~6.0 mm处存在较粗大夹杂物是引起尖轨内部起裂的主要原因;曲线尖轨使用过程中,在轮轨接触应力的作用下,在踏面次表层粗大夹杂物处萌生纵向疲劳裂纹,降低了尖轨的承载能力,最终导致尖轨连续掉块。为防止该类伤损发生,应提高钢轨钢的纯净度,加强钢轨钢冶金质量的控制和检验,减小钢中非金属夹杂物的数量和尺寸,尤其应控制道岔尖轨小尺寸断面的冶金质量。     

高速道岔尖轨热处理新工艺研究

高速铁路道岔尖轨制造工艺中,国外用特种断面钢轨整体热处理后,再加工成尖轨;国内用成型尖轨进行热处理的方法,两种工艺各有利弊。本文介绍了道岔热处理采用道岔尖轨非工作面预留,轨底预热和轨头加热相结合的新工艺,降低了轨头与轨底的温差,解决了尖轨热处理过程中上弓变形大、尖轨小断面热处理质量不稳定、与基本轨密贴差的技术难题。道岔尖轨性能指标达到了客专道岔尖轨热处理规定的技术指标,能够满足高速客运专线的使用要求。     

高速道岔尖轨廓形 检验影响因素的分析及建议

针对我国高速道岔尖轨廓形的质量监督检验,从检验原理、检验结果、影响因素、服役状态和廓形理解等多角度进行分析,结果表明以尖轨非工作边及其顶点为基准进行廓形检验是合适的,轮廓加工精度是可以控制的;影响廓形检验的核心因素是尖轨的质量状态,质量控制的重点应为提高尖轨加工廓形与设计廓形的吻合度;从质量控制角度考虑,建议可按面轮廓度的要求进行质量控制。     

无信号控制区段道岔尖轨监测系统的研发

道岔尖轨监测系统(SPMS)的主要目的是对铁路正线上道岔的工作状态进行监视和检测,并生成记录,以确保无信号控制区段的列车运行安全。一旦发现道岔尖轨未处于正常位置,监测系统会通过无线网络通知调度系统,使列车调度员对发现的道岔非正常情况进行安全处置。道岔尖轨监测系统为改进客货列车运行安全提供了创新性、低成本的闭环技术,防止了列车碰撞和脱轨,为社会和行业提供了更加安全的运输环境。     

道岔终端位置检测装置

道岔终端位置检测装置是道岔安全系统的重要组成部分。道岔安全系统由牵引装置(用于控制)、锁闭装置(用于机械固定)、检测系统(用于位置检测)和信号系统(用于位置报告)组成。此外,还有其他简单装置(如带有旋转信号机的转辙机座),以及用于高速铁路、可配备各种附加设备(如诊断系统)、可进行加密数据传输的高性能系统作为辅助。其中,检测系统包括转辙器尖轨或活动辙叉位置检测装置,以及道岔活动部件后部区域(至固定点)检测装置。道岔活动部件后部区域的检测装置称为道岔终端位置检测装置,其主要任务是在转辙期间识别异物;而尖轨的关键区域通常由转辙机的尖轨锁闭检查触头来检查,这些触头与转辙机锁闭装置协同工作,并通过安全电路与道岔终端位置检测装置配合使用。如果道岔上未装配带有集成式尖轨锁闭检查触头的转辙机,则由道岔终端位置检测装置执行此任务。在这种特殊情况下,道岔终端位置检测装置必须满足道岔活动部件尖端处更精确的检测要求。     

高强耐磨贝氏体道岔尖轨的研制

在贝氏体钢轨及贝氏体辙叉研究的基础上,通过成分选择、精炼、精轧及稳定化处理,制成60AT贝氏体钢轨,再加工成贝氏体道岔尖轨。通过对60 AT贝氏体钢轨以及异型钢轨性能的检验可知:60 AT贝氏体钢轨以及异型钢轨全断面抗拉强度、屈服强度和伸长率等均达到相关标准规定的要求,并且强韧性配合非常好;贝氏体道岔尖轨强韧性指标明显地优于珠光体道岔尖轨,同时不需要进行淬火处理,就可以保证全断面具有高且均匀的硬度。通过大秦线的铺设试验可知:贝氏体道岔尖轨无严重的剥离掉块等疲劳伤损;耐磨性能相比珠光体尖轨具有明显优势,使用寿命约为珠光体道岔尖轨的2倍。     

温度作用下42号无砟道岔的受力与变形有限元分析

利用ANSYS建立客运专线42号无砟道岔模型,计算分析大温差条件下的道岔受力与变形特点,同时讨论了转辙器跟端结构形式对道岔受力与变形的影响。计算结果表明:通过设置限位量合适的限位器可控制道岔钢轨的温度力与纵向位移,保证转辙器正常转换;在最大年轨温差较小的地区,尖轨跟端可不设传力结构,这样有利于道岔温度力的放散;尖轨跟端设置间隔铁时,须检算间隔铁部件和基本轨的材料强度是否满足要求。     

轨道交通桥上无缝道岔群的受力分析

对典型案例的桥上咽喉区无缝道岔群的温度力、道岔部件相对位移和传力件的剪力进行了计算,并与普通桥上无缝线路的温度力进行了对比分析。计算结果表明:桥上无缝道岔较一般区间桥上无缝线路钢轨附加力明显增大,桥上无缝道岔设计应同时兼顾道岔与桥梁孔跨布置;典型案例中的道岔尖轨、心轨位移及限位装置的结构强度均可满足其限值要求。     

青岛现代有轨电车梳子型道岔技术

青岛现代有轨电车梳子型道岔是国内首创,其道岔布置形式、线型设计、结构设计较为新颖。线型布置打破常规道岔布置形式,相邻分支线路道岔中心的距离小于相同号数道岔的全长;道岔结构设计具有创新性,由1个普通双尖轨转辙器、多个单尖轨转辙器、多个复合型辙叉、1个双曲线辙叉组成。为今后现代有轨电车道岔设计提供了新方向、新思路,也可供站场道岔布置参考。     

铁道车辆空气弹簧系统最优控制策略及方法研究

铁道机车车辆动力学性能的运行稳定性、平稳性和曲线通过性能是由机车车辆悬挂系统参数和轨道系统参数所决定的。改善机车车辆的运行品质有两条途径:一是提高线路等级;二是合理设计机车车辆的悬挂参数。对新修线路来说,提高线路等级会使造价增加,对于大部分既有线路来说,轨道参数是一定的,要保证机车车辆的运行品质,在很大程度上取决于机车车辆悬挂系统参数的优化选择。半主动控制是近年来机车车辆研究领域发展起来的一门新技术。本文首先介绍了最优控制的基本原理,然后运用半主动控制技术对空气弹簧进行分析,提出了一套以调节空气弹簧阻尼为目的的最优控制方案,并且运用计算机软件SIMULINK对半主动控制空气弹簧悬挂系统进行了计算机仿真。研究结果表明,运用半主动控制技术可以得到更佳的空气弹簧悬挂参数,进而提高车辆的运行平稳性。     

进口淬火钢轨的性能及应用研究

针对20世纪90年代中期我国进口并铺设使用的日本、法国、奥地利及俄罗斯淬火钢轨,进行性能和应用状况分析,研究钢轨出现滚动接触疲劳缺陷的原因,提出解决措施。研究结果表明,日本、法国、奥地利的钢轨淬火工艺为离线欠速淬火工艺,仅对轨头进行加热和冷却处理,从而得到较高的强度和硬度。这种钢轨虽然在小半经曲线上表现出较高的抗磨耗性能,但在直线段上当通过总重达到4～5亿t.km时,钢轨踏面会出现隐伤、斜裂纹、剥离掉块等较严重的滚动接触疲劳缺陷;俄罗斯的钢轨淬火工艺为淬火+回火工艺,钢轨全断面经过加热和冷却处理,虽硬度和强度略低,但因其不同的廓面形状和较好的轮轨匹配关系,使得滚动接触疲劳伤损较轻;进口淬火钢轨出现的斜裂纹一般形成在轨距角处,与行车方向大致成40°～50°角并向行车方向发展。疲劳裂纹是由材料的棘齿形滞回效应引起的,并在高的接触应力下扩展。因此定期打磨钢轨和使用新廓面钢轨是解决滚动接触疲劳问题的有效方法。     

低温下铁路钢轨断裂韧性分析

包括青藏铁路在内的北方大部分铁路钢轨在使用过程中常常经历比较低的温度环境,对于钢轨钢材的低温断裂性能有更严格的要求,有必要对钢轨钢材低温下断裂性能进行系统研究。通过对青藏铁路常用的钢轨钢材U71Mn和U75V三点弯曲试样断口的宏观形貌进行观察,并对所制备断口的微观形貌进行了电镜扫描分析,对这两类钢轨钢材在低温下的断裂特性进行了分析与讨论。最后,对这2种钢轨钢材断裂性能的研究方法以及化学成分的断裂性能的影响进行了进一步讨论,得出U71Mn较U75V更适合于在低温下作为钢轨钢材。     

城市轨道交通7号单开道岔结构优化与设计

城市轨道交通7号单开道岔主要铺设在站场,在车辆出库、入库时使用。在城市中站场占地较大,一旦建设完成就很难扩建,因此7号道岔的设计要跟主流线型的长度保持一致,以方便更换和维修。根据现场调研发现图号SC319及其同线型图号的道岔使用量最大,因此本设计在SC319前长、后长、总长不变的基础上设计多种线型优化方案,并通过动力学建模仿真分析列车过岔时的力学性能,选出最优线型进行结构设计。在设计过程中借鉴了重载铁路道岔和高速铁路道岔的设计经验,如:用刨切基本轨加宽曲尖轨的技术延长其耐磨性和使用寿命;在尖轨根端采用弹性可弯结构取代以往根端活接头式结构,减少尖轨根端病害;针对现场辙叉易掉块不耐磨的特点设计更优异性能的合金钢辙叉;设计了常规混凝土岔枕和复合材料岔枕,为城市轨道交通岔区轨下基础提供多种可选方案。     

铁路空调列车车厢环境改造研究

当前铁路空调列车仅以车内温度为主要控制对象,不能满足现代空调列车发展的需要。通过对铁路空调列车车内温度、空气质量的深入研究,提出了基于模糊数字PID的温控系统以及回风通风、湿度调节、负离子发生器为主体的空气质量控制系统的车厢环境整改方案。该方案以车内温度和空气质量为整体控制对象,弥补了现有空调列车控制所存在的不足,为改善列车车内环境、保证空调列车舒适性提供一种有效的新方法。     

城市轨道交通工程筹划“四通”分析

根据轨道交通建设的关键线路：车站和区间贯通、轨道铺设、供电系统合闸送电、通车试运营,重点分析“洞通”中设计、前期准备、车站工期、盾构进度、盾构始发车站、盾构过站车站6个要素;“轨通”中铺轨条件、铺轨基地、沉降影响、铺轨工期、轨行区等5个要素;“电通”中主变所工期、主变所设备安装时机、运输时间、施工干扰、安装时间5个要素;“车通”中前期准备、车辆运输、车辆基地、热滑、联调、试运行等6个要素,理清控制节点若干关键工序的逻辑关系,为科学、合理、快速进行轨道交通建设提供新思路和参考。     

地铁道岔尖轨早期伤损分析

近年来国内地铁线路建设和开通呈井喷形势,但是新开通线路尖轨出现早期异常伤损现象较为普遍,给列车安全运行、线路运营带来隐患。通过对地铁新建线路道岔尖轨早期出现伤损的调研,深入研究伤损形貌与特征,结合轮轨关系、道岔转辙器结构特性、运动特性、尖轨线型、尖轨轨顶坡、轨道弹性等影响因素进行分析,判断地铁尖轨的破损型属于接触疲劳伤损,得出产生轨头接触疲劳伤损的主要原因是轮轨接触应力过大,提出一致性新车轮的运营条件引起的接触应力集中,是产生伤损的主要原因的结论,并提出改善轮轨关系、改善运营条件、提高材料性能、加强维护保养等延缓地铁道岔早期伤损的措施。     

机车锻件淬火冷却系统的改进与应用

针对原有淬火冷却系统存在的问题,设计了新的淬火冷却系统,优化了淬火冷却能力和冷却的均匀性,实际应用满足了机车锻件生产和质量的要求。     

基于模糊故障树的列控风险发生频率研究

引入模糊数,采用基于模糊故障树的计算方法对列控风险发生频率等级进行计算。该方法首先采用故障树对需要进行发生频率等级评估的列控风险进行描述,对于有统计数据信息的基本事件的发生频率采用精确值表示,对于没有统计数据信息的基本事件的发生频率采用模糊数表示;之后采用模糊算子对顶事件的发生频率进行计算,得到顶事件的模糊数;然后采用重心法对顶事件的模糊数进行去模糊化,得到顶事件的发生频率精确值;最后依据风险发生频率等级表确定风险的发生频率等级。以道岔中风险为例进行计算,计算结果验证了基于模糊故障树计算方法的有效性。