机车车辆滚动振动试验台系统轮－轮接触关系的研究

机车车辆滚动振动试验台是以有限半径的滚轮代替轨道。滚轮的引入将导致滚轮与轮对之间的接触关系有别于轨道与轮对之间的接触关系,这将影响到滚动振动试验台进行机车车辆动力学性能试验的结果。本文就滚动振动试验台轮－轮接触几何关系及其接触界面多数进行了推导计算,结合实例与线路运行的轮－轨接触状态进行了分析比较,并给出误差影响情况。      

铁路车辆试验台四台电机的同步调速系统

我国新建的机车车辆滚动振动试验台，采用了高精度调速稳速技术，对四台滚轮传动电机进行转速控制，使得四对无机械联接的滚轮转速，在稳速或缓慢升、降速过程中，始终基本相同，从而取消了原拟采用的大型伞齿轮装置，简化了试验台结构，降低了成本和运行噪音。本文对该同步调速系统的原理、关键环节、调试运行结果进行了分析和介绍，还提出了改进系统的方法。     

机车车辆／轨道系统垂向耦合动力学分析

考虑到多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性，将有限元法引入到机车车辆／轨道大系统的垂向耦合振动研究中来．为了真实模拟在轨道上不同位置的轮轨接触关系，用有限元参数二次规划法求出了轮轨等效接触刚度曲线，建立了统一的机车车辆／轨道耦合系统．通过建立系统的有限元分析模型，利用精细时程积分算法求解系统振动方程，分析研究了机车车辆在无限长轨道上运行时，在轨道不平顺激扰下，轮／轨间相互作用力、机车车辆／轨道系统中各部件的振动加速度及位移变化规律．研究结果表明，该方法不但可行，而且具有其它传统方法无可比拟的优越性．     

机车车辆滚动振动试验台标定试验研究

为了对机车车辆滚动振动试验台的性能、试验方法以及线路试验结果与试验台试验结果的比较等方面进行深入研究，通过试验台动力性能试验得到了试验台的一些基本性能参数；由线路试验得到了试验样车的轴箱加速度响应，在试验台上利用波形再现技术，反推出了相应的轨道不平顺信号；并利用信号在试验台上进行了车辆的动力学性能试验，给出了试验结果。     

基于传递矩阵法的轮对固有频率计算方法

应用传递矩阵法分析机车车辆轮对的固有频率,根据轮对的结构特点,将车轮和轴箱简化为集中质量和转动惯量,车轴简化为包含集中质量和转动惯量的变截面Timoshenko梁,建立轮对振动的传递矩阵,用Newton-Raphson方法求解频率方程,得到轮对的固有频率值。在轮对设计阶段,对其自振频率进行计算,分析其对轮对本身应力状态、机车车辆系统和轨道系统振动动态特性的影响。该方法与有限元方法计算的轮对固有频率的相对误差小于10%,具有较高的计算精度,满足工程设计的需要。     

机车车辆滚动振动试验台和试验方法

本文阐述了机车车辆室内试验台试验的优点，系统介绍了我国自行研制的机车车辆整车滚动振动试验台，从运动自由度、机械结构到系统的组成，并给出试验台的主要功能参数、试验能力，最后介绍了机车车辆动力学试验台试验方法和试验过程。     

机车车辆/轨道系统垂向耦合动力学分析

考虑到多刚体系统动力学研究方法在建模及计算方面的局限性,将有限元法引入到机车车辆/轨道大系统的垂向耦合振动研究中来.为了真实模拟在轨道上不同位置的轮轨接触关系,用有限元参数二次规划法求出了轮轨等效接触刚度曲线,建立了统一的机车车辆/轨道耦合系统.通过建立系统的有限元分析模型,利用精细时程积分算法求解系统振动方程,分析研究了机车车辆在无限长轨道上运行时,在轨道不平顺激扰下,轮/轨间相互作用力、机车车辆/轨道系统中各部件的振动加速度及位移变化规律.研究结果表明,该方法不但可行,而且具有其它传统方法无可比拟的优越性.     

轮对摇头运动对轮轨滚动接触蠕滑率／力的影响

用数值分析方法分析了单轮对的摇头运动对其左右轮轨滚动接触斑上蠕滑率／力的影响。在轮轨滚动接触蠕滑率／力关系分析方面，利用了Ｋａｌｋｅｒ的三维弹性体非赫兹滚动接触计算模型。通过分析计算可知，轮对摇头角运动参量是影响轮轮之间横向蠕滑力的主要因素。     

在滚动振动试验台上再现轨道实况的一种方法

本文论述了在机车车辆滚动振动试验台上，进行机车车辆整车动态模拟试验的原理及方法，在该试验台上能够再现轨道的横向和垂向随机不平顺，在实验室内真实地模拟了机车车辆线路运行的状态，为进行机车车辆试验研究提供了有效的手段。     

机车车辆动态模拟和台架试验

分析了动态模拟技术,包括实物模拟、计算机模拟和混合模拟,在机车车辆研制过程中的重要作用,给出了模拟技术和对象以及研究内容之间的相互关系。通过计算机模拟对机车车辆方案进行仿真分析来优化结构和悬挂参数,用实物模拟或混合模拟研究零部件服役性能,采用全尺寸试验台架对机车车辆样机进行运行模拟,以确定其运行性能。给出了计算机模拟的步骤、实物模拟应遵循的相似原则和混合模拟的实施方法,探讨了机车车辆台架试验方法和试验分类,以及台架试验的应用情况,介绍了牵引动力国家重点实验室研制的机车车辆整车滚动振动试验台和综合参数测定试验台的主要技术指标和功能。     

高速机车车辆横向振动最大偏移量计算

应用随机振动理论，通过对轮对输入轨道谱和解动力学方程得到准高速车辆最大横向振动偏移量，与线路动力学试验结果基本一致。用同样的方法再计算２００－３５０ｋｍ／ｈ运行时的车体横向振动偏移量，即可作为制定高速机车车辆限界和建筑限界的基本依据之一。     

轮对通过曲线轨道的横向稳定研究

利用现代分叉理论对轮对通过曲线轨道的横向振动稳定性进行了分析。本文考虑大蠕滑和较大横向位移,以及轮轨接触的极端情况,建立轮对在通过曲线轨道时的非线性数学模型。通过算例及仿真结果分析得出：当速度大于特定值时,自由轮对通过曲线轨道就会发生轮轨相撞的情况,但此时的振动仍为准周期运动;当速度进一步增大时,横向运动发展为混沌的结论。     

机车滚动试验台机械同步力矩的计算分析

机车滚动试验台以轨道轮模拟钢轨，必须解决同步问题。本文对采用机械同步机构的试验台与机车构成的机电系统进行力学和电学的综合分析，寻求产生同步力矩的各种因素，引入不均度的概念，推导了最大同步力矩的计算方法，以此作为机械设计及电路调整中的参考依据。     

轮轨波磨形成机理与再现试验

根据非线性振动理论和赫兹理论，分析了钢轨波磨与轮轨纵向自激振动幅值和接触椭圆纵向轴长的关系。分析表明，钢轨波磨产生的机理是轮对自激振动幅值大于接触椭圆纵向轴长；对于实际的轮轨系统，波磨产生的条件是轮对横移量大于临界值。据此，对波磨形成的过程进行了仿真计算并设计了再现试验。计算结果表明，在轮对横移量为8mm时，接触表面产生短波长（16—20mm）波磨。再现试验用机车轮对在滚动振动试验台上进行。当横移量为8和11mm时，均产生波磨。前者波长均匀，约20mm；后者波长不均匀，在18—27mm之间。横移量为6mm时无明显波磨。仿真计算和试验均支持关于波磨产生的机理和条件的结论。     

机车—桁架桥梁耦合振动研究

建立了轮对和钢轨之间弹性联接３３个自由度的机车车辆动力学模型，采用有限元法分析计算了列车荷载作用下某铁路双线钢桁桥的动力响应。采用空间梁单元建立了桁架桥的振动方程。根据随机振动理论计算了当列车过桥时，车－桥耦合振动系统的空间动力响应，并与实测结果进行了比较，比较表明，采用弹性联接横型比密贴模型的计算结果更接近于实测值。     

高速动车组弹性车体和设备耦合振动特性

为研究车体和车下设备之间的耦合振动关系,建立了高速动车组的车辆刚柔耦合系统动力学模型;考虑车体弹性模态振动,采用扫频激励法,仿真分析设备质量、刚度、阻尼和安装位置对系统振动的影响;研究了不同参数相互作用下的振动特性.研究结果表明:与设备采用固接方式相比,弹性联接可显著降低车体弹性振动,设备质量越大且越靠近车体中部安装,对抑制弹性振动效用越显著;设备质量小于1.0 t或者距离车体中心6 m以上时,降低弹性振动的效果较小,阻尼比为5%~30%时,效果较好.利用机车车辆滚动振动试验台进行设备悬挂振动特性测试,表明设备采用弹性联接可显著改善高速动车组的乘坐平稳性,运行速度等级越高,效果越显著,最大可改善约15%.      

地铁车辆轮轨型面匹配分析

为了分析地铁车辆常用的LM型踏面、内侧距1 358 mm和1 360 mm的S1002型车轮踏面分别与60 kg/m钢轨匹配特性.进行了轮轨接触几何、非赫兹滚动接触、车辆轨道耦合动力学计算.轮轨接触分析表明,LM轮轨接触点能够均匀分布于钢轨型面,轮对等效锥度随轮对横移呈增大关系,接触斑面积偏小、最大等效接触应力偏大、磨...     

轨道货架式车辆轮对专用立体仓库的设计

设计了一种用于存储铁路车辆轮对的立体仓库,其货架采用了标准轨距轨道支撑轮对,两个轨道在长度方向上与水平面有一定夹角.仓库利用轮对在倾斜轨道上的重力分量使轮对在轨道上自行滚动行走,省去了托盘和水平搬移动力设备.组合在轨道式货架上的止挡缓冲机构用于隔离各个轮对,避免轮对自行走时相互碰撞,实现轮对自行后的平稳停靠.多个轨道式货架可在垂直方向上堆叠扩展,构成立体仓库,可改善目前轮对的仓储状况,有效地节省占地面积并提高了工装效率.     

提速货车转向架试验研究

系统地介绍了中国提速货车在滚动振动试验台所进行的动力学性能试验情况,特别是通过滚动振动试验台试验所进行的参数和结构优化过程,分析了这些货车转向架设计中的得失。对货车转向架性能进行了必要的理论研究,分析了主要参数对转向架动力学性能的影响规律,并提出了转向架设计和定型的意见。     

轨道不平顺与车轨动力响应之间的关系分析

从时域和频域两个方面来研究轨道不平顺与车轨动力响应之间的关系.首先,利用轨道不平顺和轮轨动力学模型来计算轮轨间的动力荷载,加载到轨道有限元模型上得到一定运量下的道床变形和轨道不平顺分布;其次,利用傅立叶变换分别得到了一定运量后轨道不平顺的里程-功率谱、平均功率谱及其拟合谱,分析了不同波长不平顺同道床沉降之间的相关性,并同现场数据相对照.再次,结合现场轨检车的测力轮对数据,包括轨道不平顺、轮载和车体振动加速度,分别从时域和频域两个方面对三者之间的相关性进行分析,并分析了轨道不平顺状态对车轨动力响应的影响程度;最后,认为道床沉降主要影响的是轨道长波不平顺,而对短波不平顺则影响不大,而且从时域和频域来看,轨道不平顺的分布与车体振动加速度的分布相类似,而与轮载分布不同,而且波长较长的轨道不平顺引起车体的振动,它是影响车体振动和车辆运行平稳性的主要因素.