基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。     

大轴重机车车轮辐板形状优化

对某35 t轴重机车车轮辐板形状进行优化,在曲线及道岔通过工况时,优化后的车轮辐板最大等效应力小于优化前,并且通过轮辐板优化降低了车轮质量。提出大轴重机车车轮辐板优化后形状的主要特征,为同类型车轮辐板设计提供参考。     

6K型电力机车横向轮重转移

用推导出的电力机车轮重转移基本公式计算6K机车的轮重转移。通过数值计算,证明了6K机车轮重转移严重并找出了影响机车轮重转移的五个主要因素。为消除轮重转移,对6K机车结构参数的选择提出了建议。     

30t大轴重货运机车用轮装制动盘的开发

以30 t大轴重货运机车为平台,进行机车轮装制动盘的结构设计、材料选型、有限元分析验证、工艺设计等工作并完成机车制动盘的样品试制,1:1型式试验显示该机车制动盘能满足30t大轴重货运机车的使用要求。     

基于轮轨磨耗对30t轴重货车车轮踏面优化研究

通过对30t轴重铁路货车的仿真,对比分析车轮采用LM磨耗型踏面与75kg/m、60kg/m两种钢轨匹配后各磨耗评定指标,得出LM型踏面与75kg/m重型钢轨匹配时存在一定不适应的结论。为了满足我国大轴重铁路货车技术的发展需求,从减少轮轨磨耗考虑,设计出两种与75kg/m重型钢轨匹配性能更优的车轮踏面。基于FASTSIM算法和Archard磨耗模型,对30t轴重货车车轮磨耗进行仿真计算,并对比分析优化前后车轮踏面磨耗状态及相关指标。研究结果表明:两种优化型踏面与75kg/m钢轨匹配下的车轮磨耗程度均比LM型踏面车轮磨耗要小,而且随着运行里程的增加,这种趋势更加明显。     

HXD3C电力机车车轮踏面剥离的分析研究与改进措施

针对HXD3C电力机车车轮踏面剥离故障问题,运用动力学模型及损伤函数分析机车轮对踏面剥离速率,计算机车直线下坡工况、直线下坡冲击工况轮对踏面的损伤量,分析研究造成机车轮对踏面严重剥离原因。通过升级优化机车牵引控制特性曲线,制定相应防治措施,提高机车运行质量,降低机车维修成本。     

我国铁路货车车轮技术发展

我国铁路货车车轮规模化生产发展历经40多年,产品趋于多样化,满足了不同时期的铁路运输需求,新产品新技术也在不断研制开发中。21 t 和25 t 轴重货车的 S 形辐板车轮,采用 LM 磨耗型踏面,设计上取消了车轮辐板孔,消除了应力集中带来的安全隐患。此外,对引进的国外铸钢车轮技术进行了优化设计,降低了车轮自重。近年来,具有完全自主知识产权的贝氏体钢车轮、新型珠光体钢重载车轮、新型超声波探伤、高洁净车轮钢工艺、车轮钢圆坯连铸工艺、抗早期剥离等一系列新材料、新技术在我国铁路贷车车轮技术中得到应用。     

碳纤维复合材料车轮罩在低地板轻轨车上的应用

文章简要介绍低地板轻轨车车体结构,分析车轮罩功能及应用的环境要求,阐述了碳纤维复合材料车轮罩尺寸设计及与车体连接方式设计的要点,并提出碳纤维复合材料在铁道车辆上的应用前景。     

30t轴重货车踏面制动下车轮辐板疲劳强度分析

随着货车轴重的增加,踏面制动热负荷对车轮辐板疲劳失效的影响越来越大。建立30t重载货车车轮三维有限元模型,对货车在长大坡道(坡度13‰)工况下的紧急制动进行仿真。仿真中,对比分析了分别采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力。最后利用Haigh-Goodman疲劳极限线图评定在制动热应力和轮轨机械应力同时作用下车轮辐板疲劳强度。结果表明,采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力几乎一致,但是热机耦合法所需时间约是线性叠加法的6倍;踏面制动条件下30t轴重货车车轮辐板疲劳强度满足要求。     

30t重载列车扁疤冲击荷载作用下隧道基底动力特性研究

采用加载车模拟30 t重载列车扁疤对既有重载隧道基底结构的冲击作用,分析冲击荷载对既有重载隧道基底结构的影响。同时,利用大型有限元软件ANSYS建立轨道-隧道-围岩三维动力分析模型,依据现场实车轮对扁疤实测结果,分析30 t重载列车轮对扁疤冲击荷载对隧道基底结构变形、振动及受力的影响。分析结果表明,隧道基底受到轮对扁疤冲击作用后,隧底荷载及结构振动显著增大,加剧恶化基底已开裂混凝土结构,降低其服役寿命。由于波动经过不同介质及传输距离的影响,动变形、振动加速度及动压应力对振动响应的敏感度不同,尽管采用加载车模拟轮对扁疤对轨道及隧道基底的冲击作用中个别动态参数误差较大,但其仍是有效方法之一。     

TGV—A拖车声学优化车轮外形的现车试验效果

介绍了对ＴＧＶ－Ａ拖车车轮外形的声学优化模拟，以及由此设计出的三种车轮外形。三种车轮在３００ｋｍ／ｈ线中上现车试验证明，就载重状态下的ＴＧＶ－Ａ拖车而言，其噪声总水平可降低２ｄＢ（Ａ），车轮辐射声能可减少５ｄＢ（Ａ）。模拟与线中生车测试的比较肯定了研究模型在车轮声学优化设计方面的有效性。     

简讯

车轮辐板除锈机车轮辐板除锈机是清理车轮辐板表面锈蚀作业的重要工装设备,车轮辐板除锈作业是车轮辐板裂纹检查作业的前道工序,车轮辐板表面除锈质量直接关系到探伤作业有效进行。     

地铁车轮降噪研究

利用轮轨噪声预测模型软件TWINS,以3种典型地铁车轮结构为例,分析车轮直径和制动方式对车轮噪声的影响,并利用各种阻尼措施和基于降低车轮噪声的车轮设计原则,对车轮结构进行优化和降噪研究.研究表明:减小车轮直径会增大车轮噪声声功率级约1.5～2.0 dB;轮盘制动的车轮比踏面闸瓦制动的车轮的噪声声功率级约小7.3 dB;采用三明治阻尼板和双阻尼环结构,可分别将SHL10车轮的噪声声功率级降低约7.8和4.6 dB;各种阻尼措施对NJL2车轮的降噪效果与SHL10车轮类似;采用单阻尼环(焊接接头)结构能将SHL10车轮的噪声声功率级降低约1.8 dB;双阻尼环结构对SHDB车轮的降噪效果明显;车轮结构优化后得到的SHL10O的车轮噪声声功率级比SHI10的车轮噪声声功率级降低2.3 dB,而NJI2O车轮的噪声声功率级比NJL2车轮的噪声声功率级降低1.6 dB.     

独立旋转车轮转向架的应用发展及现状

介绍了独立旋转车轮发展的一个多世纪中,世界各国研制开发的高速列车独立旋转车轮转向架、变轨距独立旋转车轮转向架及低地板轻轨车转向架。着重以牵引电机的布置方式,分析了各类100%低地板轻轨车的独立旋转车轮动力转向架结构。并介绍了独立旋转车轮在我国的发展状况,分析了其应用前景。     

公铁两用车转向架车轮结构优化设计

根据我国铁路车辆车轮的相关标准,设计出满足强度要求的公铁两用车转向架车轮的初始尺寸,利用APDL语言建立了初始车轮的参数化模型,采用ISIGHT软件集成ANSYS的方法,以车轮的最大Von Mises等效应力和相应的几何尺寸为约束条件,以车轮的质量为目标函数,采用ISIGHT中的粒子群算法对初始车轮进行了优化,优化结果令人满意。该方法对转向架其他结构优化具有一定参考价值。     

30t轴重货车车轮热应力分析

热损伤是重载货车车轮失效的主要原因之一。分析了30t轴重货车不同轮径的车轮在紧急制动工况下的温度场和热应力场,通过分析比较,得出30t轴重货车车轮直径的建议值。     

动车组轮对故障模式分析及风险评估

动车组转向架的检修质量直接关乎行车安全,轮对是转向架重点部件,为提高其检修品质,将轮对装配结构的可靠性进行分解研究,根据实车故障数据分析制定轮对故障先验模式,再结合三维仿真分析和实车数据完善轮对故障后验模式,同时推导出轮对故障风险顺序数RPN的计算权重,将实车故障数据按故障模式和RPN进行归纳整理,得出轮对装配结构中车轮故障发生频次高且危害大的结论,针对性地分析了车轮检修的重点部位和操作工序,优化了轮对的维修策略,提高了检修品质。     

高速变轨距动车组转向架滑动套配合量影响研究

某新型高速变轨距动车组变轨机构中车轮、滑动套和车轴存在多层圆筒配合,为深入了解配合量对滑动套接触压力以及结构应力的影响,分别采用弹性力学和有限元分析的方法对其进行求解,并分析了不同配合量对接触压力和结构应力的影响。结果表明:除接触边缘区域,车轮-滑动套接触压力与配合面过盈量成正线性关系;滑动套-车轴间隙量对滑动套内孔面结构应力影响显著,其实际间隙值由于车轮-滑动套过盈配合的压缩作用而小于设计值,所以设计间隙量时建议考虑车轮-滑动套过盈配合的压缩作用。     

重载铁路道岔的垫板制造工艺研究

垫板作为道岔结构的关键组成部分,主要固定钢轨件及高锰钢叉心的位置,并且承受车轮传递给钢轨的压力。由于设置位置及构造要求不同,垫板有许多种类。文章分析了30 t轴重重载铁路道岔垫板及零件的结构特点、制造工艺。根据传统垫板的特点,研究开发了专用重载道岔的垫板工装、组焊胎型。针对30 t轴重的重载轨道结构以及一些关键参数对重载轨道结构动力的影响规律,通过对垫板总长度、宽度、厚度极限偏差的确定,垫板底面平面度、机加工表面粗糙度、承轨槽平面度的确定,经现场试制、试铺和审核,研制设计出高品质的道岔垫板。为进一步提高垫板加工精度,通过优化垫板胎型的结构,提高垫板组焊胎的精度,使之完全达到行业技术标准,现已推广使用。     

重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究

基于车辆动力学、非Hertz轮轨滚动接触理论和Archard磨损模型建立车轮磨耗预测模型.利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析.在数值计算中,主要考察轴重为25 t和30 t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响.研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善.结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30 t车轮的硬度大于340 HB.