测力轮对连续测量的理论与实践

轮轨力测量是车辆动力学理论与实践的重要环节，利用现车辐板轮制作连续测力轮对是当今轮轨力测量的一个趋势，由于辐板轮应变复杂，没有直观的有效分析方法，测量组桥存在一定的盲目性，有效叉干扰以及接触点偏移影响等影响。本文从数学、力学、控制论等角度对测力轮对原理进行阐述，引入谐波分析建立辐板轮应变的有效分析方法，创造性地将测量组桥归结于数字滤波器设计，从而提出测力轮对连续测量新方法，在大大降低对贴片点位置要     

测力轮对轮／轨力数据处理的迭代方法

为进行低动力作用货车转向架试验而研制了具有深盆型辐板和磨耗型踏面的测力轮对。用新的迭代法对所测的轮／轨力进行处理。文中对所提出的迭代方法进行了数学证明，结果与最优近似解相吻合。理论和实际应用结果都表明，这是一种精度高、速度快、行之有效的方法，具有普遍意义。     

连续测力轮对的数字试验研究

利用现车辐板轮制作连续测力轮对是当今轮轨力测量的一个趋势。然而，在试验室完成测力轮对的贴片与标定是一件十分费事的工作，而且最佳的贴片位置也不容易找到。现提出以有限元为基础的计算机仿真方法，分别对在垂向、横向载荷作用下的车轮辐板上的应变分布进行计算，并和试验结果进行比较，计算机仿真结果和试验结果吻合较好，进而分析计算不同的垂向及横向加载点对车轮辐板观测点应变的影响，寻找最佳贴片位置。这种计算方法可以大大缩短测试轮对的设计及标定周期，寻找最佳贴片位置，提高轮轨力的测试精度。     

测力轮对检测系统在轨检车上的运用

本文介绍了在轨检车上安装测力轮对检测系统的目的,系统构成和测量原理,并通过对检测系统目前实际运用情况的分析,认为该系统对轨道局部病害和轨道结构变化引起的轮轨力响应具有较强的检测能力.最后从安装该系统的动因出发,提出了下步的研究目标.     

磁流变耦合轮对耦合度对轮轨力的影响

从理论上分析了磁流变耦合轮对转向架在小半径曲线和大半径曲线上的受力情况。围绕轮轨横向力这一重要曲线通过性能指标,分析了随着曲线半径的变化转向架前后轮对耦合度应该作怎样的调整才能使前后轮对的轮轨横向力更加匹配,从而改善转向架的曲线通过性能。利用数值仿真对理论分析进行了验证。     

高速动车组连续测力轮对仿真分析

通过有限元仿真的手段对400 km/h高速动车组的车轮进行了静态载荷模拟计算,并根据计算结果对测力轮对连续测量方案进行了初步设计,同时对离心力引起的测量误差以及测力轮对的动态频响特性进行了评估,为高速动车组连续测力轮对的设计和使用提供参考。     

准高速测力轮对加工工艺

阐述了准高速测力轮对与普通准高速轮对的区别，并详细介绍了准高速测力轮对的加工工艺。     

测力轮对划线台的研制

针对连续测力轮对研究、制作过程中对贴片位置的精度要求,研制了TK- LDHX型测力轮对划线台,能快速实现各种测力轮对径向、轴向、基准圆的精确定位划线,为提高测力轮对制作水平及其工艺质量创造了条件.     

新型测力轮对标定试验台研制

在分析国内外测力轮对标定技术现状及不足的基础上,提出了新型测力轮对标定试验台的设计要求和设计目标。研制的TK-LDBD型测力轮对静态标定试验台在实现垂、横、纵三向力的独立及联合精确加载的基础上大幅提升了设备适用范围及标定效率。为高精度连续测量测力轮对的研究及运用提供了技术支撑。     

提高测力轮对测量精度的研究

介绍了在应变测量的基础上，提高测力轮对测量灵敏度和降低噪声的方法，从而实现提高了信噪比和测量精度的目的。     

高精度高速连续测量轮轨动态作用力的研究

采用高精度高速连续测量测力轮对是高速铁路联调联试、安全评估、轮轨关系及系统动力学仿真研究的重要技术手段。本文系统地论述高速测力轮对的基本原理以及基于综合误差最小化的设计方法、基于可靠性的制造工艺、基于精度的动静态标定等关键技术,介绍其在0号高速综合检测列车上的应用情况。结果表明,运用该技术的高速测力轮对,可在复杂运用条件下连续得到包括垂向力、横向力、纵向力及轮轨接触位置在内的完整的轮轨作用力学参数,为轮轨动态作用的深入研究创造条件。本文还就如何利用测力轮对改进高速铁路轮轨系统动力学仿真技术进行探讨。     

基于小波变换的轨道车辆轮轨力处理方法

轨道车辆轮轨力的计算精度直接影响车辆运行安全性及舒适性的评估,并影响车辆正向设计数据基础的准确性。基于小波法,利用LABVIEW软件图形化编程语言对间断式测力轮对测试数据进行零线漂移、去噪重构及峰值提取等操作,最终通过测试数据计算得到精确的轮轨作用力。计算结果可为车辆状态评估和车辆设计提供参考性数据基础。     

轮轨接触点的在线连续测量

车辆运行过程中,由于车轮旋转的影响,轮轨作用点位置的测量非常困难。在线测量作用点的轮轨位置对脱轨机理和机车车辆性能的研究有十分重要的意义。在常规测力轮对的基础上,通过增加1个电桥感应作用点位置的变化。对电桥的输出进行傅立叶级数分析,建立作用点位置与电桥输出的非线性方程组。针对非线性方程组难以实时求解的问题,采用神经网络拟合轮轨作用力位置变化与电桥输出间复杂的非线性映射关系,用不同作用点位置下各种横、垂向力的组合对神经网络进行训练,以达到求解非线性方程组、得到作用点位置的目的。实验结果表明,可以较为准确地检测轮轨力作用点的位置,而且预测能力也令人满意。     

BP神经网络在测力轮对横垂向桥解耦中的应用研究

BP网络是应用最广泛的网络之一。应用BP网络的计算原理，研究了BP网络在测力轮对横垂向桥解耦中的应用，同时利用测力轮对模型仿真计算的数据，进行了BP网络的训练与测试。     

考虑轮轨蠕滑和轮对蛇行的车桥耦合振动分析北大核心

列车通过桥梁时,车桥系统将发生动力相互作用。选取轮对的横摆和摇头作为独立的自由度,根据轮轨接触几何学理论,给出轮轨间的相互作用力,从而建立了轮对及车辆的振动微分方程。利用结构分析的有限单元法,建立了桥梁结构振动微分方程。根据车辆和桥梁两个子系统之间力和位移的协调条件,把二者耦合起来求解。以主跨为300 m的铁路斜拉桥和DF4型内燃机车为例,利用威尔逊-θ法,模拟机车过桥的全过程,求解桥梁结构的动力响应规律。计算结果表明:桥梁结构的横向动力响应随车速的增加先增大后减小;车速对扭转振动的影响不明显,而偏载对扭转振动有显著影响。     

地铁车辆测力轮对加工工艺方案的研究

根据地铁车辆动力学试验要求,需要提供满足测力探测器安装要求的测力轮对。对测力轮对机加工工艺方案的加工工艺设计、车轮正反面划线方法、加工坐标系的建立以及加工过程中对轮对的防护要求进行分析和总结。通过采取有效的工艺路线设计,使测力轮对的整体加工效率得到提升,加工工艺达到标准化模板。     

轮轨力测量在高速铁路轨道检测中的应用研究

随着世界高速铁路的快速发展,高速铁路轨道检测技术已突破传统的轨道几何检测,朝着综合检测的方向发展。结合安装在我国新一代高速综合检测列车CRH380B-002的轮轨力检测系统在高速铁路轨道检测中的实际应用情况,介绍了我国在高速铁路轨道综合检测领域的最新研究进展———基于轮轨力测量的高速铁路轨道检测技术,并提出了一种基于轮轨力测量的高速铁路轨道状态评判方法。基于轮轨力测量的轨道检测技术通过安装在固定车辆(一般为轨道检查车)的连续测量测力轮对测量轮轨之间的相互作用力,从对车辆运行安全性和轨道疲劳寿命影响的角度对轨道状态进行检测,指导轨道日常养护。该技术是高速铁路轨道综合检测的重要组成部分,是对传统轨道几何检测的有效补充和完善,它的投入运用将更好的保障高速铁路的安全运营。     

轮轨间的单点和两点接触分析

以轮对在曲线轨道上的运动为研究对象，分析了轮轨间的单点和两点接触；用一阶小量近似理论得出了任意型面的车轮和钢轨之间的几何接触方程，用探测－修正法给出了该非线性方程的数值解，并用ＭＡＴＬＡＢ语言编写了专用程序，计算分析了Ｐ６０钢轨和高速动力车ＧＤＭ型面车轮之间的单点和两点接触，并给出了两点接触的数值结果。     

考虑轮对弹性的轮轨接触斑特性研究

将轮对视为弹性体建立采用直线电机轻轨车辆的刚柔耦合动力学模型,研究轮对弹性对滚动接触的影响。结果表明弹性轮对的弯曲振动频率会与电机的沉浮和点头振动频率相耦合,增加了轮轨垂向力的变化幅度并加剧轮对的弯曲变化,从而增大轮对接触点的横移量,进而影响轮轨磨耗。还对接触斑的振动特性进行了初步探讨,建立了接触斑系统振动特性模型及其运动微分方程式。