地铁曲线钢轨波形磨耗机理的研究

建立了单轮对的粘滑振动数学模型,分析了多种因素对粘滑振动的影响,研究了钢轨波形磨耗与粘滑振动之间的关系.     

影响轮轨粘滑振动的主要参数分析

轨道交通轮轨间的粘滑振动是小半径曲线轨道上发生波磨的主要原因。通过建立具有扭转和弯曲自由度的单轮对仿真模型来研究轮轨间两个主要参数对于抑制粘滑振动、减缓波磨形成的影响。降低Kalker系数后,线路圆曲线段没有出现粘滑振动,蠕滑力-蠕滑率关系曲线的饱和点也移向更高的蠕滑率值;内外轮轨摩擦系数同时降低后,抑制了粘滑振动,但轮轨间仍处于滑动状态,当内外轨摩擦系数降低值不一致时,线路曲线段的粘滑振动仍然存在,但峰峰值将有所减小。     

高速动力车粘滑振动稳定性分析

建立了高速动力车粘滑振动稳定性计算模型，计算表明，高速动力车的粘滑振动稳定性较好，通过与电机空心轴架悬式驱动装置进行对比计算分析，进一步验证了高速动力车驱动装置的优越性，本文还分析了几种主要参数对粘滑振动稳定性的影响，以便进行参数优化。     

重载线路钢轨波形磨耗成因研究

对钢轨波磨成因理论和我国重载线路钢轨波磨的特征进行了总结，发展了一个适用于波磨成因分析的轮轨空间耦合振动模型。以轮轨间磨耗功为研究对象，发现了钢轨波磨是由一定条件下，轮轨系统垂向振动、轮对扭转振动和弯曲振动发生自激及交叉激扰形成的粘滑振动所致。同时发现了粘滑振动具有多种型态，且与不同的波磨特征相对应的，并列举了四类粘滑振动。综合多种现有滤磨成因理论，建立了“轮对粘滑振动－钢轨不均匀磨损”的成因理论     

SS5型准高速电力机车粘着性能存在的问题和改进措施

针对ＳＳ５机车空转性能不良，从轮轨粘滑振动、轴重转移以及防空转控制模式入手，用理论和试验分析作为手段，探讨了粘膜振动的稳定性机理，并借助于机械结构和参数的调整以及防空转装置的切除或接入，探讨了提高粘滑振动稳定性的措施。     

耦合轮对的应用研究

建立了耦合轮对转向架车辆的动力学计算模型,利用数值模拟方法对不同半径曲线的通过情况进行了动态仿真计算.通过传统轮对与独立轮对、耦合轮对的比较,认为耦合轮对具有更好的动力学性能.基于耦合轮对的特点,提出采用耦合轮对抑制粘滑振动的新方法,并对其可行性进行了分析.分析表明,由于耦合轮对蠕滑力的可控性,采用耦合轮对能有效抑制轮对的粘滑振动.     

机车万向轴驱动系统动力学分析

本文介绍“机车万向轴驱动系统各驱动单元的基本运动关系、轮轨相互作用特性及传动装置的驱动特性为基础，建立了适用于各种布置型式的万向轴驱动系统动力学计算通用方程。并分析了机车万向轴驱动系统的几种主要振动型式，包括系统的自由振动、机车正常牵引时的振动、轮轨摩擦振动及粘滑振动。     

高速动力车万向轴传动系统的扭转振动研究

通过分析高速万向轴传动式动力车万向轴传动系统的结构，建立了传动系统的扭转振动理论计算模型，特别考虑了万向轴附加力矩的影响，对万向轴传动系统进行了理论分析和数值计算，得到了高速动力车在起动和轮轨粘着瞬时下降后恢复时传动系统的振动响应。结果表明该万向轴传动系统结构合理，不会出现粘－滑振动失稳现象。     

抗扭拧紧机粘滑效应产生原因与预防措施

针对抗扭拧紧机在紧固螺栓过程中出现刺耳噪声、抗扭传感器损坏等现象,通过调查发现,主要原因是在紧固过程中出现了粘滑效应。分析确定产生粘滑效应的主要原因有接触面粗糙、拧紧转速快、载荷变化大,以及机械系统发生共振等。提出采用改善接触面状况、降低拧紧速度、保持过程扭矩值、采用刚性强的固定方式等措施预防粘滑效应的产生。     

轮轨干摩擦下的轮对横向自激振动机理

从轮轨间干燥接触情况出发,建立具有2个自由度的轮轨干摩擦下弹性定位轮对横向自激振动模型,并采用摩擦系数—蠕滑速度经验公式描述轮轨之间干摩擦力与蠕滑率的关系,进而从能量的角度研究轮对横向自激振动的形成机理。研究表明:轮轨系统中由蠕滑速度主导的反馈机制是产生轮对横向自激振动必不可少的条件;引发轮对横向自激振动的能量来自列车向前运动的一部分能量,并由摩擦力中的刚度力通过轮轨纵、横向蠕滑率的调节作用被输入到轮对中;轮对横向自激振动的稳定性取决于轮轨系统等效阻尼耗散的能量和摩擦力中刚度力输入的能量,轮轨摩擦力做功的正负将影响轮轨系统的稳定性。     

提速道岔可动心轨滑床板受力特性的试验研究

针对现有可动心轨提速道岔心轨滑床板的上表面普遍出现台阶的现象,对心轨滑床板受力进行了现场测试和理论分析。结果表明:导致滑床台出现台阶的主要原因是列车速度高,心轨和滑床台为刚性接触,滑床台承受了过大的冲击力所致。根据其受力特点,设计并在现场采用了弹性滑床板。事实表明,使用弹性滑床板后,减小了心轨下刚度,改善了心轨滑床板中所受的振动冲击。     

动车传动系统自激振动建模与仿真研究

由于轮轨黏着曲线的负斜率,动车传动系统扭转振动会演化成自激振动,使振幅增大,对传动不利。文章建立简化的动车传动系统扭转振动数学模型,通过Simulink计算仿真,利用相平面分析方法,再现了轮对平均滑转率大于临界滑转率时,扭转振动稳定的极限环,证实了传动系统产生稳定的自激扭转振动。     

CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨枕连接面损伤行为分析及识别研究

双块式无砟轨道轨枕块与道床板连接面易发生脱粘损伤。为实现CRTSⅠ型双块式无砟轨道轨枕块和道床板连接面的脱粘损伤程度识别,利用内聚力模型建立含轨枕连接面损伤的有限元模型,施加列车动荷载激励,并基于小波包分解对不同损伤程度下的轨枕块与道床板的振动响应进行研究。结果表明:(1)轨枕连接面脱粘将显著提升轨枕块和道床板的振动响应,底面脱粘导致的振动响应更为显著;(2)通过小波包分解提取频带能量作为损伤特征指标,其频带能量增幅达到6%以上,可以识别损伤的程度;(3)随着轨枕连接面脱粘损坏程度的加深,轨枕块振动响应提升更为显著,应严格控制轨枕连接面脱粘程度。     

高速轮轨粘着机理试验研究

系统介绍了在滚动振动试验台上所进行的１：１实物模型高速轮粘着机理试验情况，试验包括干净表面、水润滑和油润滑三种轮轨表面状态在不同轴重、不同速度工况下的粘着试验。试验不仅得到了完整的粘着力（粘着系数）与蠕滑率的关系，同时得到了粘着系数与运行速度的关系。最后，通过拟合轮轨接触函数型摩擦系数并进行计算，首次使轮轨接触粘着计算与试验结果一致。     

机车径向转向架的弯曲,剪切及牵引刚度

本文提出了机车转向架的三个等效刚度（即弯曲刚度Ｋｂ，剪切强度Ｋ及牵引刚度Ｋ１）的概念，并分别对常规机车转向架及机车径向转向架导出了这三个刚度的表达式，建立了机车径向转向架的简化等效模型。经分析得出，常规转出加的这三刚度有强烈的相关性，而机车径向转向架的三个刚度则有可能相互独立，设计得当时可实现曲线通过、横向稳定性及动轮驱动系统粘滑振动稳定性三方面性能的良好协调，使机车径向架向架的应用范围及其动力学     

钢轨波浪形磨耗形成机理及减缓措施研究

钢轨波浪形磨耗是世界铁路近百年来致力解决的极其复杂的问题，本文根据轮对与轨道系统的弹性振动使轮轨间产生的粘振动（或粘一滑振动）是钢轨波浪形磨耗形成的基本的观点，建立了柔性轮对与柔性轨道系统横向与垂向耦合的非线性动力学模型，对轮轨间的磨耗功响应进行了模拟研究，并在１：５和１：１滚动试验台及现场行车上进行了试验研究，研究结果表明上述观点是成立的，本研究还提出了能有效控制钢轨波浪形磨耗的一些建议。     

轮轨粘着问题的微观模型研究

将微观摩擦学和轮轨滚动接触理论创造性地结合在一起，建立了轮轨粘着的微观研究模型，获得了新的轮轨粘滑特性曲线，对轮轨粘着系数随列车速度的提高而下降的原因作出了理论解释。     

柔性轨道下高速列车车轮谐波磨耗对轮轨滚动接触蠕滑特性的影响

针对柔性轨道下因谐波磨耗车轮激励而引发钢轨和轮对振动时的轮轨蠕滑问题,在分析柔性轨道下轮轨间滚动接触振动对轮轨蠕滑特性影响机理的基础上,基于CRTS型双块式无砟轨道和CRH2型高速列车,采用ANSYS和UM软件建立柔性轨道下高速列车的动力学数值模型;选取6种典型谐波磨耗(阶数分别为1,6和11阶;对应波深分别为0.1和0.3mm)车轮,进行轮轨滚动接触振动特性、轮轨蠕滑力和蠕滑率的分析。结果表明:车轮谐波磨耗阶数和波深的增加均导致钢轨垂向加速度、轮对垂向加速度、轮轨垂向力及轮轨蠕滑力和蠕滑率的大幅增加,且与阶数的影响相比,波深对滚动接触蠕滑特性的影响更大;当车轮的谐波磨耗取11阶和0.3mm波深时,轮轨垂向力最大值、钢轨垂向加速度最大值、轮对垂向加速度最大值和平均值、纵向蠕滑率平均值、纵向蠕滑力绝对平均值、横向蠕滑力最大值、纵向蠕滑力最大值分别约为车轮无谐波磨耗时的7.27,49.6,20.35,15.18,7.8,9.064,6.7和8.57倍;考虑柔性轨道后,轮轨接触脱离时间明显增加,轮轨蠕滑率和蠕滑力也有明显增大。     

轮轨粘着-蠕滑特性试验研究

轮轨粘着－蠕滑特性是一个受多种因素影响的变量。采用模拟试验方法，分析机车轴重、轮径、增粘块和轮轨间冲角等参数对轮轨粘着－蠕滑特性的影响。试验结果表明：若轴重增大、轮径减少和轮轨间冲角增大，则车轮粘着系数下降。     

机车粘着自适应控制系统的研究

提出了直流牵引电机机车粘着控制的新方法。在实验结果基础上，分析了影响粘着系数和蠕滑率关系的主要因素和影响程度。从工程应用观点出发，考察了粘着控制系统开发研究的现状。在此基础上，作者提出了直流电传动机车的控制型粘控系统的设计方案，即粘着自适应控制系统。通过建立蠕滑率参考模型，使机车实际蠕滑输出率能够跟踪参考模型输出，从而使机车的工作点处于最优蠕滑率点；同时通过建立直流电机模型和空转预测模糊控制模型，