道床裂纹对无砟轨道振动的影响初探

为研究无砟轨道道床开裂后结构受力,将混凝土道床简化为黏弹性连续支承梁,引入损伤函数表达道床裂纹,基于轮轨系统动力学理论,建立考虑道床裂纹的车辆-双块式轨道垂向耦合动力学模型,计算分析了高速车辆通过具有半波余弦不平顺轨道时的振动响应,并分析了车辆速度对轨道有无裂纹时振动的影响.结果表明,道床裂纹对车辆和钢轨的振动影响很小,而对道床本身及其下部结构的振动影响较为显著,道床动弯应力和路基面动应力随着车辆速度的增大而明显增大.     

基于柔性轮轨模型的车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动影响的仿真研究

采用ANSYS有限元软件结合SIMPACK动力学软件建立基于Timoshenko梁的柔性轨和柔性轮模型的车辆—轨道耦合动力学模型,以典型的高阶车轮谐波磨耗(阶次为18~21阶,幅值为0.01~0.04mm)激扰作为系统的输入激励,对比分析在柔性轮柔性轨模型与刚性轮轨、柔性轮刚性轨和柔性轨刚性轮模型下高阶车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动响应的影响。结果表明:当车轮谐波磨耗激扰激发轮对固有模态引起共振时,基于柔性体模型计算出的振动响应幅值大于基于刚性体模型计算的结果,而当激扰频率远离共振模态频率时,基于刚性体模型计算的振动幅值大于基于柔性体模型计算的结果;总体上,轮轨垂向力、钢轨及轴箱振动加速度随着车轮谐波磨耗幅值、阶次及列车运行速度的增大而增大;在车辆速度300km·h-1、车轮多边形阶次为20时,车轮多边形幅值0.04mm激起的钢轨及轴箱振动加速度峰值约为幅值0.01mm下的2.5倍;当车轮多边形幅值固定、阶次由18阶增至21阶时,激起的钢轨振动加速度仅增大约1.6倍、轴箱振动加速度级增大约5.7dB,相较于多边形幅值而言,多边形阶次对轮轨系统振动响应的影响较小。     

轮对扁疤动态冲击激励对车辆垂向振动特性的影响

在轨道车辆高速运行过程中,由于紧急制动或者轮对打滑空转等原因造成的踏面局部擦伤和剥离统称为轮对扁疤。基于计算多体动力学和轮轨接触理论,建立了考虑扁疤冲击的动车组动力学模型,模拟车辆的动态响应特性。在该模型的基础上研究了高速列车轮对新旧扁疤以及几何尺寸对车辆系统动态行为的影响,给出不同速度下车体、构架、轴箱垂向振动等振动状况,确定高速行车条件下轮对扁疤对动力学性能的影响。结果表明:轮对扁疤对高速动车组轮轨接触及轴箱垂向激扰有着极大的影响,在轮对扁疤作用下,轮轨冲击和轴箱振动情况比正常轮对情况要严重得多;另一方面由于一系钢簧和二系空气弹簧低频滤波作用的存在,削弱了扁疤振动激扰对构架和车体的影响。     

弹性轮对车辆-轨道垂向耦合系统动力学研究

建立了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统动力学模型，推导了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统振动微分方程。通过输入脉冲型激扰，对弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统进行了轮轨力及轮轨接触应力的动力学仿真，并与刚性轮对车辆的计算结果进行了比较和分析。     

轴箱垂向单向阻尼对车辆动力学性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立了某型客车的动力学模型,分析比较了车辆通过三角坑、随机不平顺激扰线路时,垂向单向阻尼减振器和双向阻尼减振器对车辆动力学性能的不同影响。分析结果表明,轴箱垂向单向阻尼能一定程度上降低转向架构架的高频振动,降低轮轨动力作用,车辆运行速度越高,效果越明显;但其对转向架和车体垂向振动加速度峰值、车辆运行平稳性指标影响较小。     

基于TBDS车辆-轨道模型对轮轨擦伤冲击现象的Matlab仿真

建立了基于TBDS车辆-轨道耦合的竖向动力学模型,包括轮轨接触和擦伤激扰模型等.在Matlab平台中编写了车辆-轨道耦合模型程序并仿真了轮轨擦伤冲击现象.研究了轮轨间单点、多点接触下的仿真效果,得到了与实测数据较为接近的结果,验证了模型的正确性,并对该模型今后拓展作了进一步的展望.     

地铁车辆转向架区域动态模拟试验电缆断裂分析及建议

地铁车辆的接地电路和回流电路均通过车体与转向架之间的电缆连接实现导通,接地性能和回流电路的完好直接影响着列车的安全。文章分析试验中接地电缆和回流电缆断裂的原因,并提出了从更改电缆参数、电缆长度、电缆安装结构、端子安装方向等方面减少故障发生几率的建议,以增加列车的安全系数。     

盾构隧道沉降下整体道床变形及层间脱空分析

研究目的:盾构隧道管片沉降引起的整体道床脱空已成为影响地铁安全运营的重要因素。为揭示盾构隧道管片沉降下整体道床力学特性,建立轨道-整体道床-管片衬砌空间耦合有限元模型,并依托北京机场线T2支线东、西两侧线路的管片实际沉降监测数据,分析道床脱空下整体道床的变形以及破坏特征。研究结论:(1)当管片发生局部沉降,沉降波谷位于伸缩缝处时,道床上表面在沉降起始处出现开裂,道床底部两侧小范围会出现开裂;沉降波谷位于两伸缩缝中间位置时,道床上表面会出现大范围的开裂现象,且出现在管片沉降的起始位置,道床底部两侧及管片沉降波谷处会出现开裂现象;(2)当管片发生连续沉降,在两个沉降区的波谷都不位于伸缩缝处时,道床底部会出现大范围的开裂,道床上表面所受拉应力比较小,不会出现开裂;在其中一个管片沉降区的波谷位于伸缩缝处时,道床的两侧小范围会出现开裂,道床上表面会出现大范围的开裂;(3)该研究成果对地铁盾构隧道的养护维修具有一定的借鉴价值。     

轨下支承失效对轨道结构动力性能的影响

通过建立车辆轨道耦合动力学模型,分析了普通整体道床、弹性支承块与浮置板三种轨道结构轨下支承失效后的动力响应。结果表明:轨下支承失效对列车通过时轮轨系统动态响应的影响较大;随着轨下支承失效个数的增加与列车运行速度的提高,轨道结构的位移、支座反力、轮轨力的动力响应都将显著增加。     

高速动车组轴箱轴承累积损伤与疲劳寿命研究

轴箱轴承作为列车走行部件中重要核心部件之一,保证其在运用过程中的安全性和可靠性,合理预测其寿命对高速动车组线路正常运营及列车安全具有重要意义。本文将轴承部件引入到车辆-轨道耦合模型中,构造更为接近真实运用条件下的轴承动力学模型。基于此模型,根据L-P理论和Palmgren-Miner理论对轴箱轴承进行损伤计算和寿命分析,研究车速、轨道激扰、曲线半径等因素对轴承寿命的影响。研究结果表明,车速和轨道激扰对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响明显,车速越快,损伤越大,损伤增长速率越大,轴承寿命缩短;轨道激扰越大,损伤越大,损伤增长速率越大,轴承寿命缩短。相较于车速和轨道激扰,曲线半径大小对轴箱轴承的累积损伤和疲劳寿命影响较小。     

基于SIMPACK和EWT的钢轨核伤仿真分析

针对钢轨核伤仿真缺乏、核伤检测难的问题,采用SIMPACK构建车辆-轨道多体动力学模型,采用ANSYS软件和FEMBS接口进行弹性钢轨核伤建模与集成,从而实现不同核伤情况下车辆轴箱振动响应的计算机仿真。引入经验小波变换（EWT）对轴箱振动信号进行信号分析,采用边际谱进行核伤特征频率辨识,进行不同速度及核伤情况下的仿真。仿真结果表明,所构建的车辆-轨道多体动力学模型能够实现钢轨核伤的计算机仿真。对轴箱振动信号进行经验小波变换,得到的“W”型振动模态幅度和边际谱分析能够表征钢轨核伤尺寸及特征频率,从而验证了EWT方法的可行性。     

城市轨道交通某型车辆轴温检测系统误报隐性故障问题研究

某型城市轨道交通车辆由A型轴温检测系统升级为B型轴温检测系统后,中央控制单元数据中频繁报出头车3/4轴头CAN1/2路隐性故障,通过更换端部接线箱连接器相应公、母针可解决故障问题。通过对连接器内部针位排布规律、连接器插针插拔力检验数据、连接器安装结构进行综合分析,以及对B型轴温系统工作原理和安装结构进行分析,判断是由于连接器线缆无可靠固定、连接器受车体振动影响、内部插针插拔力不足造成接触电阻异常,进而引起误报隐性故障问题。优化解决方案为:在车下线槽盖板上焊接固定支架,对车下的以连接器悬线进行固定,避免振动对连接器的影响。     

时速120 km地铁梯形轨枕轨道现场测试与分析

为详细评价速度120 km/h地铁中梯形轨枕轨道的减振效果,通过对某地铁线路现场测试的方法,在时域和频域内对比分析梯形轨枕轨道较普通长枕整体道床轨道的减振效果。结果表明:梯形轨枕轨道从振动根源处就得到了有效的减振且减振的效果较好。普通长枕整体道床轨道能有效减弱振动加速度从钢轨至道床的传播,但是从道床至隧道振动加速度的衰减效果要弱于梯形轨枕轨道。梯形轨枕轨道减振效果整体好于普通长枕整体道床轨道,且能有效地降低中高频段的噪声。     

转向架撒砂装置随机振动疲劳分析与状态监测研究

转向架撒砂装置在服役过程中承受来自轮轨的随机振动激扰,其与轴箱体螺纹连接的部位可能出现松脱甚至断裂。文章一方面通过结合模态计算与模态试验对标研究,校验有限元模型,获得模态参数,并综合随机响应分析和疲劳应力评估的Dirlik模型,研究基于模态分析的随机振动疲劳分析方法;另一方面,为增加撒砂装置服役安全,研究了一种基于光纤光栅的状态监测技术,并在台架试验上进行了验证,在设计上保障了撒砂装置的服役安全。     

北京地铁8号线车辆轴箱轴承国产化研制和试验

为降低轴箱轴承维修成本及缩短产品采购周期,对北京地铁8号线车辆轴箱轴承进行国产化研制。介绍了国产化轴箱轴承研制中的主要设计技术要求、制造工艺、寿命试验、跑合试验及装车考核试验。通过一系列试验表明,国产轴箱轴承已完全满足北京地铁8号线列车的产品技术条件和运用要求。     

上海轨道交通9号线车辆转向架轴箱吊耳失效分析及优化建议

针对上海轨道交通9号线车辆转向架轴箱吊耳出现裂纹和断裂问题,分析了轴箱吊耳材料的化学成分,建立了轴箱吊耳有限元模型,校核了其静强度和疲劳强度。结合线路轮轨振动试验,获得了实际的轴箱吊耳振动数据,综合评估分析了转向架轴箱吊耳断裂失效原因。确定共振是引起轴箱吊耳断裂的主要原因。提出了尺寸优化、结构优化和改善线路状况等可行的优化建议。     

广州地铁某型车转向架轴箱进水原因分析及解决措施

转向架轴箱轴承作为列车传动系统中的重要部件,其运行状态直接影响列车的运行安全。介绍了广州地铁某型车转向架轴箱轴承及接地装置多次出现进水导致轴承失效的情况,并深入分析得出轴箱进水的两个原因:轴箱端盖部件倒角尺寸异常,进口和国产的轴箱、接地装置间存在尺寸差异。提出了对轴箱端盖进行普查、更换、统型等解决措施。     

北京地铁房山线B型车辆转向架

介绍了北京房山线地铁车辆转向架的主要技术参数、主要零部件结构和性能。对构架、车轴、车轮、轴箱体、牵引装置等重要部件进行了结构强度计算分析,对整车进行了动力学仿真,此外,还对构架进行了静强度、疲劳强度试验,对整车进行了动力学试验,各项结果表明转向架均满足标准要求。     

径向转向架DF8B机车垂向异常振动分析

针对DF8B机车采用引进径向转向架技术后出现的垂向振动加速度超标问题,分析比较机车实测振动频率成份和悬挂系统的频率响应特性,通过对悬挂参数和转向架结构的分析,确定产生这一问题的根源在于转向架随动式制动装置的布置方式,当轮对受到线路轨缝垂向冲击激励时,该装置的摩擦副不能顺畅滑动,使一系垂向弹簧两端瞬间形成刚性连接,导致机车产生非正常垂向振动。由简化模型计算表明,在摩擦副的作用下,机车车体的垂向频率响应发生了变化,在6 Hz有一个响应峰值,这就使机车8.4 Hz的一阶垂弯振动较易激起,如果去掉该摩擦副,则试验中得到的8.4 Hz的较大响应可望消除。     

清河站建桥合一结构的车致振动舒适度研究

清河站站房结构采用建桥合一的结构体系,列车高速通过时产生车致振动的舒适度问题需要重点研究。通过车辆—轨道模型得到列车对轨道的振动激励,将激励时程输入轨道—结构—环境土体模型,计算结构动力响应的研究方法,进行车致振动的舒适度评价,对清河站的研究得到:高铁列车在到发线进出站时,清河站候车层楼板最大预测Z振级满足规范要求;在正线高速通过时,候车层楼板最大预测Z振级超过规范限值,不满足要求,通过采取结构措施可达到舒适度要求。同时得出建桥合一结构体系在高铁列车通过时,正线位置的振动响应大于到发线,行车位置的响应大于其他位置,站台层的振动响应大于高架候车层和夹层的结论。