双层集装箱重车重心高度对运行安全性的影响

根据多刚体动力学理论, 运用SIMPACK仿真软件分别建立了一定装载工况和运行工况下双层集装箱车辆的单车动力学仿真模型和四车动力学仿真模型。基于铁路车辆运行安全评价指标及其标准, 将模型仿真结果与双层集装箱列车实际运行试验的结果进行了对比分析, 研究了重车重心高度与运行安全性的关系, 给出了合理的双层集装箱重车重心限制高度。仿真结果表明: 随着双层集装箱重车重心高度的增大, 轮轴横向力、轮重减载率与脱轨系数增大, 最先达到安全限度的是脱轨系数; 在最不利装载工况下, 安全的重车重心高度限值为2 480 mm。     

铁路列车作用下轻型桥墩横向振动试验研究

提速线路轻型墩桥梁横向振幅过大严重影响过往列车的安全，通过对轻型墩铁路桥的现场振动测试，得到了桥墩的横向振动特性，给出了列车过桥时轮轨作用力的典型时程曲线和列车的脱轨系数及轮重减载率，为进一步研究轻型桥墩的横向振动机理提供了实测数据．     

考虑桩土相互作用的车-轨-桥系统地震响应分析

弄清桩土相互作用对车桥系统地震响应的影响对于研究地震引起的高速铁路桥上列车行车安全问题十分必要.基于列车-轨道-桥梁耦合振动理论,采用Winkler地基梁模拟群桩基础并通过m法计算弹簧参数,建立了地震作用下的列车-轨道-桥梁-群桩耦合振动模型,并编制了仿真分析程序.以某(88+168+88)m预应力混凝土连续刚构桥为例...     

马水河大桥的车桥耦合振动适应性分析

根据宜万铁路墩高108m、跨度（116＋116）m双线T构桥的实际工况，建立了车桥耦合振动分析模型，按六种工况分别计算了车桥时变系统空间振动响应结果，结合列车运行安全性与舒适性、平稳性等评价指标，具体确定了铁路桥梁结构在各种状态下的使用可靠性。     

轮对安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响

为了考察轮对初始安装偏角对高速铁道车辆动力学性能的影响,本文先从理论上分析了初始安装偏角下轮对的受力情况以及安装偏角对轮对行进过程所产生的影响,并通过多刚体动力学分析软件SIMPACK建立了我国高速铁道车辆的动力学模型,分别对车辆第一位轮在不同安装偏下的直线和曲线通过情况进行了仿真研究,研究表明：第一位轮对的初始安装偏角将使车辆的第一和第二位轮对的平衡位置偏离轨道中心线,且发生反向偏转,降低行车安全性;小偏角对平稳性影响不大,但偏角超过1 mrad后将对平稳性造成较大影响;安装偏角将对车辆曲线通过性能造成一定的负面影响,且影响随偏角的增大而增大,因此对于高速列车还应尽量减小轮对的初始安装偏角,尽量将其控制在1 mrad以内。     

轮对安装误差对铁道车辆行车安全性的影响

为研究轮对安装误差对行车安全性的影响,建立了具有轮对安装误差的车辆动力学模型.以某高速车辆在直线上运行为例,用此模型分析各种安装误差对行车安全性的影响.分析结果表明:轮轴平行度误差对行车安全性影响较大,应严格控制;对角线误差对行车安全性的影响较小.     

车辆动力学仿真中评判脱轨的直接方法

根据轮轨空间动态耦合关系, 提出了一种根据轮轨接触点位置进行脱轨评定的直接方法, 可用于对机车车辆动力学安全性分析评价。阐述了通过轮轨接触点进行脱轨评判的原理和采用此方法的优点。作为例子, 运用货车-轨道空间耦合模型, 对C62A货车曲线通过进行了脱轨仿真计算。仿真结果表明, 在仿真计算时采用此方法非常行之有效, 评判直观、可靠。     

轻轨车辆电气耦合轮对导向控制技术

针对独立车轮自导向性能差的问题,应用改进电轴技术在轻轨车辆电机单独驱动独立车轮中,形成一种电气耦合轮对型式,以无形的电轴替代传统的机械轴,改善导向性能.从电路分析理论出发,分析了新型耦合轮对的耦合性能和影响因素,确定电气耦合轮对是一种对左右车轮转角差自动施加反馈控制的技术,且轮对耦合的强弱可通过调节电容与电阻实现,调节电容方案因能耗低而优于调节电阻方案.建立电气耦合轮对和弹性阻尼耦合轮对轻轨车辆横向动力学模型,分析了轮对的转向行为.仿真结果表明:电气耦合轮对耦合力矩最大达到近1kN·m,耦合能力强;直线上受激扰后,2种车辆的横移量与摇头角自行趋于0,通过曲线时,横移量稳定值小于8 mm,摇头角小于0.2°,因此,2种耦舍轮对车辆具有直线对中能力和曲线通过性能;通过小曲线时,电机因电气耦合而造成的最大耗能功率低于140 W,系统能耗低.     

车辆轮对的粘滑振动分析

对两接触物体的粘滑振动进行了详尽的分析,给出了粘滑振动发生的条件。分析了驱动速度的粘滑振幅的影响,应用数值方法对三种不同摩擦模型进行了分析计算,结果表明粘滑振幅与驱动速度的似成线性关系,最后从蠕滑力出发对办对可能产生的扭转粘滑振动进行了分析,指出了左右轮轨摩擦不均及曲线通过内轨先产生的粘滑震动的原因。     

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.     

车辆脱轨机理及预防脱轨的对策

通过现场调研,在阐述三种脱轨机理,即爬轨脱轨、滑轨脱轨和跳轨脱轨的基础上,系统总结分析了目前各种车辆脱轨的安全评判标准及有待解决的问题,进而通过对脱轨试验情况分析并提出了五种车辆脱轨的类型及其脱轨预防对策.     

准静态条件下三维脱轨系数临界值简化计算方法

根据轮轨系统坐标系间的变换关系, 在准静态条件下建立了轮轨接触斑三维受力分析模型, 推导了考虑轮对摇头角与轮轨蠕滑力的三维脱轨系数计算公式, 得到了脱轨临界状态时三维脱轨系数临界值的计算方法; 以LMA车轮踏面与CHN60钢轨廓形为例, 分析了轮对摇头角与摩擦因数对三维脱轨系数临界值的影响规律, 并与Nadal脱轨系数临界值进行了对比; 为简化三维脱轨系数的计算方法, 根据Shen-Hedrick-Elkins蠕滑模型讨论了不同轮对摇头角、摩擦因数与垂向力条件下Kalker线性合成蠕滑力与3倍库伦摩擦力间的比值关系; 分析了横向蠕滑力与纵向蠕滑力的比值随轮对摇头角与摩擦因数的变化规律, 提出了一种准静态条件的三维脱轨系数简化计算方法, 并与精确公式计算结果进行了对比。分析结果表明: 与三维脱轨系数临界值相比, 当轮对摇头角在1.5°以内时, 纵向蠕滑力在切向力中的占比要明显大于横向蠕滑力, 造成Nadal脱轨系数临界值具有一定的保守性, 但在轮对摇头角较大时, 横向蠕滑力在切向力中的占比达到了90%以上, Nadal与三维脱轨系数临界值计算结果基本相同; 车轮脱轨临界状态下轮轨接触斑内已达到纯滑动状态, 横向蠕滑力和纵向蠕滑力的比值基本不受摩擦因数影响, 并与轮对摇头角存在强线性关系; 与精确公式相比, 三维脱轨系数简化计算方法的误差在±5%以内, 可以满足工程应用的要求。     

动车低速脱轨的动态响应

在动车轴箱下方安装防护装置, 进行线路低速脱轨试验。车辆借助脱轨器完成脱轨, 利用应变片、加速度和位移传感器采集脱轨车辆的动态响应, 采用高速摄像仪和视频摄像仪分别记录了脱轨车辆的运动姿态。基于试验数据, 评估了脱轨条件下钢轨抗倾翻能力, 验证了脱轨安全防护装置的性能, 分析了动车脱轨后的动态响应和脱轨速度、车辆质量和线路对动态响应的影响。试验结果表明: 当动车低速脱轨时, 防护装置撞击钢轨的最大横向力为177.18kN, 小于钢轨横向抵抗力510.00kN, 因此, 脱轨安全防护装置可以扣住钢轨外侧, 有效限制脱轨车辆的横向移动。车辆的脱轨过程分为惰行、轨上运动、落地和路基滑行4个阶段, 各阶段的动态响应均随脱轨速度和车辆质量的增大而增大。当动车脱轨速度为22km·h^-1时, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的脱轨距离约为15.80m, CRTSⅠ型板式无砟轨道的脱轨距离约为20.87m, 因此, CRTSⅡ型双块式无砟轨道的轨枕可以起到减速带的作用, 减小脱轨距离。     

轮径差对行车安全性的影响

分析了具有轮径差转向架的运动状态,建立了车辆动力学模型,以某高速车辆在直线上运行为例,采用德国低干扰谱,选择车辆运行速度为300 km·h-1,研究了轮径差对行车安全性的影响趋势,对比了转向架前后轮对同相轮径差与反相轮径差的影响程度。分析结果表明:所有的轮径差都会影响行车安全性,随着轮径差的增大,车辆运行安全性指标逐渐变差,反相轮径差对行车安全性影响较大,同相轮径差的影响较小。由此可知,在实际检修中应尽量减小轮对的轮径差,尤其应严格控制转向架前后轮对反相轮径差到允许范围之内,以保证车辆系统的行车安全性。     

连续测量轮轨力的测力轮对技术

本文介绍了用标准的机车辆轮对作为力传感器来连续测量轮轨相互作用的测力轮对技术，并以作者研究的测力轮对为例，介绍了选择最佳贴片位置的方法、电桥设计的一般原则及试验结果处理等技术。     

基于自适应多尺度形态学分析的车轮扁疤故障诊断方法

建立了56自由度车辆动力学模型与车轮扁疤模型, 计算了车辆的动态响应。车辆的振动信息往往受到轨道不平顺和车速波动等因素的影响, 为了能在强噪声背景下有效提取轮轨冲击特征, 提出了自适应多尺度形态学滤波分析方法, 研究了车轮扁疤引起的轴箱振动特征, 分析了轨道激扰和车辆运行速度对车轮扁疤故障诊断效果的影响。仿真结果表明: 在100、150、200km·h^-1的车速和美国五级谱、三级谱的激扰下, 分别使用7个和9个尺度的结构元素进行形态学滤波, 正确地识别出10、15、20Hz车轮扁疤故障频率。实测结果表明: 当车速为40km·h^-1时, 使用7个尺度的结构元素进行形态学滤波, 提取出了2 Hz的故障频率, 此频率与理论故障频率相对应, 诊断结果可靠。     

On a New Method for Evaluation of Wheel Climb Derailment

In the paper, a new derailment index λ for evaluation of wheel climb derailment is proposed which is based on primary suspension forces. It is easy to apply because of its minimum criterion characteristic and can also be applied to explain the reason why wheel climb derailments are almost always accompanied by some wheel unloadings.     

铁道车辆振动响应特性

为改善车辆的乘坐舒适性,研究了车辆的振动响应特性,建立了车辆系统动力学模型,计算了转向架蛇行运动模态和车体固有振动模态的频域模态参数与车辆在不同速度下的时域平稳性指标。计算结果表明:转向架蛇行运动频率和轨道激扰主频率随着车辆运行速度的增大而增大,而车体的固有振动频率是不随速度而变化的;在某一速度下,转向架的蛇行运动频率和轨道激扰主频率必然与车体相关振动的固有频率接近而发生共振,共振会严重恶化车辆的平稳性,因此,应采取适当措施使共振速度区远离车辆的常用运行速度,以保证车辆运行平稳。