高速列车空心轴表面裂纹前缘应力强度因子解析模型

高速列车运行中其车轴可能受到硬物的高速冲击造成缺口,由于缺口所造成的应力集中会在车轴表面萌生疲劳裂纹,如果没有及时发现而继续使用,车轴会受到扰动载荷的作用,导致表面裂纹不断扩展,直至发生断裂。对车轴的疲劳断裂问题进行研究时,可通过应力强度因子进行断裂安全分析。由于空心轴的使用越来越广泛,其裂纹扩展问题也成为了研究的重点。空心车轴与实心车轴相比,表面裂纹情况更加复杂,无法利用已有公式计算出应力强度因子的解。通过对实心轴表面裂纹应力强度因子解析式进行修正,得出空心轴表面裂纹应力强度因子,将其与Carpinteri通过有限单元法得到的应力强度因子进行比较。结果表明,空心轴半椭圆表面裂纹应力强度因子解析模型具有较高的精度,为空心轴裂纹扩展的进一步研究提供了参考。     

万向轴驱动和高速列车

万向轴驱动装置不单被应用于内燃动车组,更是高速电力机车和电动车组(200 km/h~300 km/h)不可或缺的重要部件。文章介绍了万向轴驱动装置在高速列车和电动车组上的应用。     

高速列车空心车轴国产化的选材和试制

通过剖析日本和欧洲(意大利、法国)产的车轴和对照国内外采用的相关技术标准,调研分析国内相关产品生产企业的装备和能力,从国内需求、材料的性价比和加工工艺的可行性等多方面考虑,确定国产高速列车空心车轴采用低合金钢材料和调质处理的热处理工艺。研发出了具有我国自主知识产权、分别适用于时速200~250和300~350km的国产化EA4T和EA4Tplus钢的空心车轴,其小试样的常规力学性能和疲劳性能均超过解剖的国外同等级车轴,特别是其缺口疲劳性能和低温冲击性能更优,并都通过了全尺寸实物疲劳试验。另外,还成功试制了30NiCrMoV12钢车轴,其成套技术可为今后车轴的选用提供参考。     

高速列车空心车轴全尺寸疲劳试验方法研究

高速列车空心车轴的主要失效方式为疲劳失效,因此疲劳性能是车轴研制和生产中至关重要的考核指标,欧洲EN标准规定了车轴疲劳性能指标和疲劳试验的基本要求。现基于EN标准,研究制定了国内高速空心车轴全尺寸疲劳试验方法,并首次进行了国产车轴的疲劳试验。主要探讨了疲劳试件设计、考核截面位置的确定、以及疲劳载荷计算等问题。同时,分析和研究了EN标准F1轴疲劳性能指标的含义,为F1轴疲劳载荷的确定提供了依据。高速车轴疲劳试验方法的探讨和疲劳试验结果表明,所确定的试验方法及其技术要求是合理可行的。本研究对高速车轴的疲劳试验技术、及制定国内相应试验规范有一定的参考意义和实用价值。     

PSO优化的高速列车轴温灰色预测模型

轴承温度预测是保障高速列车安全运行的重要手段。考虑到GM(1,1)模型建模机理存在着一定的缺陷,以及对建模数据有一定的单调性要求,对呈现较大波动的数据序列预测结果不太理想的问题。在GM(1,1)预测模型的基础上,提出了一种粒子群算法(PSO)优化的灰色预测方法。利用多项式对GM(1,1)模型进行修正,重构灰色模型的时间响应序列,再利用粒子群算法对重构模型进行求解,并据此构建了一种高速列车轴温预测模型。以高速列车实际轴温数据对模型进行验证,验证结果表明:模型相较于GM(1,1)模型的预测精度有明显的提高,其中5min预测的平均绝对误差由6℃降低到5℃,降幅为16.7%。平均相对误差由9.1%降到了7.8%,降幅为14.3%;最大绝对误差由20℃降低到18.6℃,降幅为7%。预测误差的方差由24.6降低到了20.6,降幅为16.3%,表明误差分布更加集中。     

高速列车涡流制动对轨道计轴器的影响分析

线性涡流制动由于其非黏着制动的特点,有望成为我国高速列车的新型制动方式。目前,涡流制动系统对既有线路轨道信号设备的电磁干扰缺乏相关研究,阻碍了该项技术的进一步应用。文章选取计轴器作为典型的轨道信号设备,在理论分析的基础上,采用ANSYS Maxwell和Twin Builder分别建立涡流制动电磁系统与计轴器的仿真模型。基于Twin Builder平台对涡流制动系统模型和计轴器模型进行联合仿真,分析涡流制动系统对计轴器的电磁干扰。试验结果表明,涡流制动电磁系统模型的仿真结果与理论计算结果相符,在无涡流制动系统的列车通过时计轴器感应电压为8.94 mV,验证了所建立模型的正确性;在有涡流制动系统的列车通过时会在计轴器感应线圈中产生峰值约为50 mV的干扰电压,使计轴器的感应电压超过设定阈值,从而可能产生误判,导致轨道区段的占用情况不准确,影响行车安全。该联合仿真模型可以辅助设计涡流制动装置,从而推动其应用。     

高速转向架六连杆空心轴驱动装置的设计

阐述了高速转向架六连杆空心轴驱动装置的设计方法，系统地介绍了高速驱动系统的设计应考虑强度，结构、运动关系和平衡等方面。     

高速列车转向架设计变更分析

设计变更是高速列车转向架全生命中期中必不可少的一个重要环节,但是设计变更往往不是单独发生的,而是会通过结构模块之间的相互关系进行传播。为解决转向架在设计变更过程中,变更模块对转向架总体影响程度的计算问题,提出一种基于网络层次分析法(ANP)的计算方法。该方法通过有向图建立设计变更模型,并将设计变更模型转化为数值化的相关度矩阵,最后通过相关度矩阵和ANP计算变更模块时转向架总体的影响重要程度。     

高速列车外形及发展趋势

分析高速列车外形对其空气动力学现象的影响，介绍当前世界各国高速列车外形的发展趋势。指出必须寻求最佳列车外形以降低列车的空气阻力和能耗，提高列车运行速度，提高列车运行的安全性和舒适度。     

高速列车制动盘温度及热应力仿真分析

根据300km／h高速列车的模型参数，对研制的高速列车用制动盘温升情况进行了ANSYS仿真分析，对锻钢制动盘盘体进行了热应力分析。结果表明，该制动盘能满足材料强度方面的要求。同时对制动盘与粉末冶金摩擦片配对的制动试验情况及结果数据进行了分析，表明了研制的高速列车制动盘在结构和制动性能方面具有较大的优势，能满足高速动车组用制动盘的要求。     

运行工况和环境对高速列车设备通风的影响分析

对不同速度、不同运行环境对高速列车设备通风的影响因素进行了研究分析.研究结果表明,车速和环境温度的变化对设备通风的影响不明显;隧道运行时设备的通风量略有降低;湿度对通风设备的压头和功率等有一定的影响.     

智能化高铁全球专利布局分析

智能化高铁能实现智能行车、智能运维、智能服务、智能监控等功能,并拥有 自我检测、诊断和决策能力.以2000-2009年Derwent Innovation(德温特专利数据库)和INCOPAT(合享智慧数据库)中获得的专利文献数据为依托,通过对高速动车组尤其是智能化高铁的相关技术进行检索,分析主要领先企业在智能化高铁领域...     

高速列车车轮不圆顺磨耗仿真及分析

为了研究高速列车车轮不圆顺磨耗的发展规律及其对动力学性能的影响,建立车辆-轨道系统动力学和车轮圆周磨耗预测相结合的耦合模型。模型中考虑了车辆系统的一、二系非线性悬挂力、轮轨非线性接触几何关系和非线性蠕滑力,并考虑了轮对的一阶弹性弯曲和扭转振动。轨道模型包括基于Euler梁的弹性钢轨和刚性轨枕。假设车轮型面不发生变化,只有车轮圆周方向不圆度发生变化,并假设车轮不圆顺的发展由磨耗引起。采用Herzt接触弹簧计算轮轨法向力,采用迹线法实时计算轮轨接触几何关系。通过数值仿真研究车轮不圆顺对车辆动力学性能的影响和不圆度的扩展规律。计算结果表明,车轮不圆顺会引起较大的轮轨垂向力,并与车轮不圆顺的谐波阶数、波深和车速有密切关系。由于车轮不圆顺引起的振动频率一般较高,车体平稳性指标对其不一定很敏感,但会增大车体振动响应,影响乘坐舒适性。在车轮初始不圆顺的情况下,随着运行距离的增加,车轮会因磨耗而加剧其不圆顺。轨道激扰不会掩盖车轮不圆度的扩展规律。     

高速铁路客车噪声标准分析与降噪方案

分析了目前国内外高速铁路客车主流噪声标准、评价指标及各自的侧重点,将国内各噪声指标限值与国际相应噪声限值进行比较,指出了我国高速铁路客车降噪技术的进展与不足。同时,以中外标准比较为依据,从设计角度提出我国高速铁路客车降噪的主要发展方向,分析相关重点与难点,给出了降噪设计方案。     

高速列车齿轮箱齿轮副接触应力分析

高速列车齿轮箱内的齿轮副的强度为列车安全运行的关键因素,以我国自主研发的某高速列车转向架齿轮箱齿轮副为研究对象,通过建立齿轮系统三维实体模型,通过SOLIDWORKS简化并建立有限元仿真模型,利用ANSYS WORKBENCH对齿轮啮合部位进行静态和瞬态力学分析。理论计算值和仿真分析结果都在强度安全范围之内,符合设计要求。在瞬态分析时发现,在齿轮启动阶段接触应力较大且出现应力波动,对齿轮系统的可靠性有一定的不利影响。     

高速磁悬浮列车新型导向电磁铁分析

在阐述原高速导向系统结构的基础上,提出了磁悬浮列车新型导向电磁铁结构及其单体配置方式。采用二维电磁场数值计算方法,对其电磁特性进行了研究,并与原电磁铁进行了对比。结果表明新型导向电磁铁结构优于原结构。     

浅析高速综合检测列车高级修费用与摊销

高速铁路使用的综合检测列车是以高速动车组为载体,装备专用检测系统,对线路和轨道、牵引供电、通信信号等基础设施,轮轨和弓网接触状态及列车有关指标等进行高速动态检测.具有检测列车精确定位、在线数据集成、综合处理和分级评价等功能,是保证高速铁路基础设施正常运营的重要技术装备.此文根据高速综合检测列车的使用现状,对综合检测列车高级修费用进行分析.通过分析,提出在铁路工程建设期间摊销的高级修费用标准.     

高速列车机车乘务员视觉功能特性分析

目的了解机车乘务员视觉功能特性，分析高速列车对其视觉功能的要求与变化。方法测定机车乘务员中心视力、双眼直体视觉、快速暗适应、色觉和视野等指标，并与对照组进行比较分析。结果年龄是影响机车乘务员视觉功能状态的主要因素，且呈负相关关系。结论高速列车对机车乘务员视觉功能的要求更高，尤其足中视力、快速暗适应能力与色觉功能。     

高速列车车头的气动噪声数值分析

随着列车运行速度的提高,列车气动噪声变得越来越明显,降低气动噪声已成为控制高速列车噪声的关键之一。本文对高速列车车头气动噪声进行数值分析。首先,建立高速列车三维绕流流场的数学物理模型,分别利用标准k-ε湍流模型和大涡模拟计算高速列车的外部稳态和瞬态流场。然后,基于稳态流场,利用宽频带噪声源模型计算高速列车车身表面气动噪声源;基于瞬态流场,分析车身表面脉动压力的时域及频域特性;利用Lighthill声学比拟理论,计算高速列车远场气动噪声,分析远场气动噪声的时域及频域特性。本文对研究和控制高速列车气动噪声具有一定意义。