高速铁路接触网定位钩和定位支座失效分析

基于高速铁路接触网定位钩和定位支座的材料和服役工况,结合宏观、微观和有限元分析等摩擦学分析测试方法,对定位钩和定位支座进行失效分析。结果表明:定位钩与定位支座连接采用的钩环结构是导致它们在连接处磨损失效的根本原因;钩环结构导致连接处应力集中和局部应力值过高,从而使连接处的次表面材料在高应力的循环作用下萌生微裂纹并形成剥落,剥落的磨屑在摩擦界面被不断碾碎并产生犁削;此外,钩环结构导致定位钩和定位支座在连接处的磨损形式为恶劣的冲滑复合磨损,从而加速了钩环结构连接处的磨损。建议优化定位器与定位支座的连接结构形式、改善连接处的应力集中,可解决定位钩与定位支座的磨损问题。     

大风区高速铁路接触网定位装置劣化规律研究

大风区高速铁路接触网定位器因易受频繁振动造成定位钩磨损,最终造成脱落打弓事故,故分析定位装置的力学性能劣化规律尤为重要。通过有限元分析方法建立含定位装置的弓网动态仿真模型,施加垂向和横向脉动风荷载,计算恒定风速和不同风速时定位装置的振动响应,分析定位装置的劣化规律。结果表明：恒定风作用下,靠近风源侧与远离风源侧垂向运动轨迹呈对称状态;相同风速条件下靠近风源侧的定位点最大抬升和定位支座反力较远离风源侧大,风速为30 m/s时定位点最大抬升为108 mm,定位支座反力为1 870 N,风速增大时其增长速度更快;定位装置在靠近风源侧磨损风险较高;考虑受电弓因素后定位器最大抬升和定位支座反力均有所增加,且定位支座反力在风速30 m/s时增幅最大达22%。     

多元复合氧化涂层对定位装置服役性能的影响

首先对某高速铁路接触网定位装置的现场服役失效零件进行了失效分析,结果显示:接触网定位器与定位支座的失效模式属于冲滑复合摩擦磨损失效,损伤形式以剥落和犁削后产生的犁沟为主,磨损机理主要是疲劳磨损和磨粒磨损以及一定的氧化磨损。然后对定位器和定位支座切割取样,并进行多元复合氧化涂层处理对比试验,结果表明:经过多元复合氧化涂层处理后试样表面硬度大幅提高,随着硬度的提高其抗磨粒磨损和塑性去除性能增强;通过对涂层处理后的样品磨痕处进行微观形貌分析发现,多元复合氧化涂层可明显改善材料的抗剥落能力。     

接触网铝合金定位支座断裂原因分析及改进建议

针对接触网铝合金定位支座的断裂失效,采用超声波清洗、扫描电子显微镜、光学显微镜以及能谱分析方法等技术手段,对定位支座断口的宏观和微观形貌、金相组织、能谱进行观察、研究,并结合其实际服役工况得出定位支座本身存在的微小铸造缺陷,受周围富S的腐蚀性环境作用,萌生腐蚀性微裂纹,在疲劳载荷的往复作用下微裂纹不断扩展,导致定位支座断裂。针对断裂原因,提出加强检查及时发现微小裂纹,表面增加耐腐蚀涂层,添加合金元素提高耐腐蚀性能,改进定位支座的铸造工艺或采用锻造工艺等改进建议。     

高铁接触网定位装置的发展探讨

结合高铁接触网建设工程及运营实践,总结分析德国、法国、日本3种模式的高铁接触网定位装置应用中存在的参数不统一、安装形式多样、零件规格种类繁多、个别零部件服役性能不高等现状,以定位支座和定位器为研究对象,从结构、材料、工艺及定位器与定位底座连接方式等方面进行了优化创新,形成了能够满足各种使用要求、具有自主知识产权的中国标...     

基于级联Faster R-CNN的高铁接触网支撑装置等电位线故障检测

在高速铁路接触网支撑与悬挂装置中,等电位线起到保证定位管与定位器间可靠电连接的作用。当其发生散股故障时,会对定位器支座造成电化学腐烛,甚至导致定位器与支座连接处断裂脱离,影响行车运行安全。针对高速铁路接触网支撑装置等电位线散股问题,提出一种基于级联Faster R-CNN目标定位的等电位线不良状态检测方法。通过分析接触网4C检测车采集到的接触网支撑及悬挂装置图像,利用第一级Faster R-CNN获得定位器支座部件特征并实现定位;利用第二级Faster R-CNN学习等电位线散股故障特征;通过对比分析等电位线正常及故障占比,实现等电位线正常与故障分类。实验表明,本方法能够较准确地实现等电位线不良状态检测,测试集识别准确率达到94.5%。     

球型支座与上下部结构之间特性研究

采用轴对称有限元模型,加入桥跨及混凝土墩台结构,对10 MN球型支座进行了非线性接触有限元分析,确定了桥跨结构梁体合理厚度模型.研究了支座与混凝土墩台之间摩擦系教对支座的性能影响,建议摩擦系数取值为0.4左右;对比研究试验工况与实际工况下支座应力与变形情况,两者之间有一定差距,对试验数据要正确合理地采用.     

定位器失效对接触网振动响应的影响研究

研究目的:定位器是接触网的关键零部件,一旦发生故障,直接影响弓网受流的可靠性和安全性。通过研究定位器失效对接触网振动响应的影响以进行定位器故障诊断。首先,通过机理分析区分定位器线夹脱落和钩环脱落两类故障;其次,建立接触网定位器故障仿真模型并搭建接触网全参数故障仿真系统,获取接触网定位器故障时的接触网振动响应参数;最后,通过分析定位器失效时定位点垂直与水平方向的加速度统计数据,提取振动加速度响应时间、振动频率来识别故障特征。研究结论:(1)定位器故障时的振动模式有较大变化且水平加速度大幅增加;(2)故障点处加速度幅值主频前移,相应峰值降低,相位角持续降低;(3)故障点水平方向加速度变化剧烈,接触网振动响应明显失常,直接影响弓网受流乃至列车正常运行;(4)在实际工程中,通过本文方法可实现对定位器故障的快速定位和诊断,确保弓网受流的稳定性。     

高速铁路接触网定位器脱落原因分析及解决措施

随着高速铁路的快速发展,定位器脱落已成惯性故障,给运行安全带来极大隐患.本文分析了定位线夹、定位器结构参数及匹配关系,分析定位器脱落原因,提出利用1C检测波形和4C图片对定位器进行受力分析的方法,并制定定位器脱落的预防措施.     

高速铁路接触网定位管固定方式优化研究

以接触网定位装置为研究对象,分析定位器受到的水平力、垂直力,重点研究曲线区段定位管吊线受力状态,并分析对其受力影响较大的关键参数,提出不同工况下的优化安装建议,为统一接触网定位装置的安装形式及腕臂和吊弦预配提供理论依据。     

基于高速图像处理技术的定位器坡度检测系统

1研发背景定位器坡度是一项重要的接触网安全性检测项目。接触网定位装置中(见图1),红色部分为定位器,绿色部分为定位管。受电弓经过定位装置时,其对接触网的接触力导致接触线及定位器有一定程度的抬升。因此,定位装置(定位器、定位管等)的结构和安装状态应保证受电弓通过定位点时接触线能在一定范围内自由抬升,且不产生     

209HS型转向架橡胶堆定位器的性能试验与研究

在介绍橡胶件静、动态试验要求的基础上，对２０９ＨＳ准高速转向架的ＺＳＤ３橡胶堆定位器的高、低温试验和静、动态试验工况及试验结果进行了分析。通过试验比较，选择了适合高，低温要求的橡胶堆定位器的材质，保证了定位器的性能。     

强侧风下接触网响应特性及弓网运行安全分析

采用非线性有限元分析软件建立接触悬挂模型,模拟强侧风工况,进行接触网风致响应特性及弓网运行安全问题分析。对简单链形悬挂、弹性链形悬挂进行风致位移对比分析,结果表明在接触网抗风性能方面简单链形悬挂较好;对4种典型接触悬挂组合的承力索与接触线风致水平位移进行同步性分析,得出接触悬挂最佳匹配张力;对不同跨距参数的接触悬挂进行风致位移对比分析,对照强侧风条件下的弓网运行安全评价指标,得出缩小跨距至45m以下确保安全、悬挂组合JTMH95+CTS150抗风性能较好等结论;对接触悬挂和支持结构进行风致应力响应分析,得出接触网防风薄弱点为接触线和承力索、吊弦、套管双耳、承力索座、定位器支座及定位线夹等零部件。     

高速铁路接触网四跨锚段关节结构优化研究

高速铁路接触网锚段关节处于两支接触悬挂的过渡段区域,属于接触网的薄弱环节,当受电弓高速通过该区域,引起弓网振动较其他区域严重。针对某条高铁4跨锚段关节存在中心柱定位器磨定位支座、转换柱定位点抬升较大、两支悬挂交叉点不等高等问题,提出结构优化方案。首先调整接触网平面布置,形成3种调整方案,再利用弓网仿真手段,建立4种4跨锚段关节的弓网仿真模型,比较弓网动态性能参数,得到的结论有:双弓运行建议采用方案2的接触网布置方式,4跨锚段关节定位点最大抬升出现在转换柱ZJ2上,中心柱定位点的抬升衰减较其他定位点慢,调整方案的弓网动态性能较原设计方案优。     

接触网定位装置的改进和应用

本文针对目前接触网传统的“钩环结构”定位装置易造成弓网事故的原因进行了分析,介绍了铰链连接式防抬高定位装置的结构特点和应用情况。     

基于EVB仿真技术的接触网软横跨零部件烧损问题研究

软横跨结构以工程造价低、结构简单等优点,在普速电气化铁路接触网中应用广泛.运营实践中,因软横跨电连接设置不合理而导致异常载流引发零部件烧损问题时有发生,严重影响行车安全.本文对两起软横跨定位器定位钩烧损脱落故障进行分析,对不同工况下的软横跨电流分布情况进行建模,并基于Electronics Workbench电路仿真软件进行EVB仿真研究.     

机车车辆轴箱定位装置的试验

为对机车车辆轴箱定位装置进行系统的力学性能试验,简要分析了一种轴箱定位装置的结构与原理,设计了轴箱定位装置单件加载与系统加载2种试验方案并进行分析比对,重点通过系统加载试验方案来研究轴箱定位装置的刚度和疲劳性能。试验结果表明:试验设计与实际工况一致,系统试验更能准确反映出轴箱定位装置的力学性能,试验数据显示该结构轴箱定位装置纵向刚度呈非线性,横向刚度和垂向刚度呈线性,疲劳性能满足装车要求。     

双球面减隔震支座等效摩擦系数理论分析与试验研究

对双球面减隔震支座的主要参数等效摩擦系数进行理论分析、数值模拟及试验研究,为桥梁、建筑结构的抗震设计与分析提供参考。试验研究包括在竖向承载力和加载频率不同时等效摩擦系数的对比分析,并分析支座等效刚度、等效黏滞阻尼比及滞回曲线。结果表明:支座滞回曲线的试验值与模拟值、理论分析结果基本接近,验证了支座的等效摩擦系数理论公式的正确性;支座主要设计基本参数及等效摩擦系数的模拟值及试验值与理论值基本相符,进一步验证了支座的等效摩擦系数理论公式的合理性。     

基于支座动位移监测的高铁桥梁支座磨损状态安全评估

基于大胜关长江大桥支座的纵向动位移监测数据,利用动位移监测值的累加概率特性拟合广义极值分布函数,通过蒙特卡洛抽样模拟得到在设计使用寿命内的动位移累积行程,基于支座超过磨损上限的失效概率进行支座磨损状态安全评价。结果表明:各个球型钢支座的动位移累积行程与列车通过次数具有明显的线性相关特性,且下游侧距固定支座最近支座的动位移累积行程的线性增长速率最大,在3495次列车作用下其动位移累积平均值最大(7.020mm),动位移累积行程可达到22 810mm,更容易磨损破坏;利用广义极值分布函数能够较好地模拟实测累加概率特性,下游侧距固定支座最近支座对应广义极值分布函数的形状参数、比例参数和位置参数分别为0.305 8,0.816 3和2.029 4;通过蒙特卡洛抽样得到的模拟累积行程与实测累积行程基本一致;在5%显著性水平上支座失效概率的计算值为0,说明支座在设计使用寿命内未达到磨损上限,处于安全状态。     

铝合金接触网零件的失效分析和改进

通过对铝合金定位器和定位环的失效分析,认为铝合金材质硬度过高、不合理的结构设计和不当的加工方法是造成零件开裂的主要原因,并提出了改进意见。