SS9型机车轴箱拉杆横向刚度及其橡胶件强度有限元分析

建立SS9型机车轴箱拉杆的有限元模型,并对其横向刚度进行计算,计算结果与测试结果吻合。同时对拉杆橡胶件强度进行分析,认为一系横向位移大是导致拉杆失效的主要原因,并提出改进措施。     

跨海大桥动力响应监测与计算

以一座跨海大桥为工程背景,介绍了该斜拉桥监测系统的设置。利用ANSYS平台建立该跨海大桥的有限元分析模型,通过施加汽车及风荷载,计算桥梁的振动响应,并将计算结果与桥梁监测系统实测数据进行对比,验证了仿真模型的有效性。应用所建模型深入地分析了大跨度跨海斜拉桥的动力响应变化规律,结果表明:该斜拉桥自振频率较低,对风荷载作用较敏感。主梁的横向位移响应主要由风荷载控制。车速的变化对桥梁的横向位移影响不大,但当车速超过100 km/h时跨中节点最大竖向位移明显增加。     

运用频响函数分析车辆二系悬挂的减振性能

提出了以构架振动为输入、车体响应为输出的频率响应函数估计的试验研究方法，并运用该方法来对比分析和研究车辆二系悬挂的减振性能。运用该方法，对装用SW160转向架和209HS转向架车辆进行了在线运行测试，并对其二系悬挂减振性能进行了对比分析。分析表明，SW160转向架的二系悬挂在0．5Hz和1．7Hz附近有较高的横向位移传递率，而209HS转向架在垂向的1．8Hz附近的位移传递率比SW160要高。运用SPAMP方法找到了导致SW160转向架横向传递率较高的原因后，更换了二系悬挂元件，重新进行了在线测试和试验分析。构架至车体响应的频响函数估计表明，更换二系悬挂元件后，SW160转向架在0．5Hz和1．7Hz处的横向位移传递率峰值得到了有效的控制，表明该转向架的横向减振性能得到了显著提高。     

轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统疲劳应力分析测试研究

根据轨道车辆典型抗侧滚扭杆系统的结构和载荷位移情况,对扭杆系统进行受力分析和有限元分析,总结出扭杆系统疲劳应力分析和测试的方法。同时对扭杆轴中承受弯扭组合载荷的1、2区和承受纯扭转载荷的3区进行了应力测试,并与有限元应力分析结果进行对比,结果表明:该测试方法可以满足扭杆系统的疲劳应力分析和测试要求,应力测试结果与有限元分析结果误差在15%以内。     

高速车辆运行过程中轮轨接触点的测试研究

轮轨接触点对深化分析轮对运行动态行为、安全性、轮轨接触状态及作用力等起着关键的作用。基于传统车轮辐板应力测量车轮垂向力与横向力方法,考虑车轮磨耗影响,提出一种提高识别轮轨接触点准确度的改进测试方法。通过FEM程序ANSYS软件分析沿车轮踏面不同位置分别作用垂向、横向和纵向力时,车轮辐板表面的应力分布状态。由计算结果可知,沿辐板孔横向表面的径向应力分布随作用载荷位置(接触点)呈现特定的变化规律,为测试轮轨接触点位置提供了可行性。研究表明,在车轮辐板特定区域存在着对横向力和纵向力不敏感的应力区域,可消除由横向力和纵向力引起的干扰影响。根据计算和试验结果,找出车轮上应变片识别精度最佳的布置位置、方向和测试组桥方式,针对在线测试,完善测量桥路的可靠性和抗干扰性,使测试精度更高,接触点位置的确定更准确。分析因车轮踏面磨耗与镟修导致对车轮辐板表面应力分布产生影响的问题,推导出测试修正矩阵,扩展测量识别接触点的适用范围。完成测试轮对的研制,进行线路测试,获取了多种运行条件下接触点的测试结果。     

提速线路轨温对轨道横向位移影响实测分析

通过对某条提速线路曲线段的轨温及横向位移进行现场测试,分析了曲线段轨道结构在轨温变化时对轨排横向位移变化的影响.分析结果表明:在轨温较低的情况下,列车荷载激扰等随机因素是轨排横向位移的主因;在轨温较高时,轨排横向位移的主因则是轨道温度力.曲线段轨排横向位移的波形差异性较大,在日常工务养护中应以缓圆点附近的曲线作为养护重点.     

老河口汉江铁路特大桥成桥静动力性能试验研究

为了保证桥梁使用的可靠性,检验桥梁结构的承载能力及其工作状况,对老河口汉江铁路特大桥进行成桥静动载试验。静载试验分3种荷载工况,对每种工况均测试了关键截面的应力及挠度。动载试验对列车以不同速度过桥时墩顶及跨中截面的横向振动位移进行了量测,并测试了跨中截面的竖向动挠度。通过脉动试验,对全桥的自振频率、振型及阻尼比进行了量测。通过对实测结果和理论计算结果及规范的比较分析,表明该桥的强度、竖向及横向刚度均满足设计及规范要求,桥梁处于良好的工作状态。进行的试验及分析对同类桥型具有借鉴意义。     

一种新的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统

针对地铁车辆轮对尺寸人工测量存在的工作量大且精度低等问题，介绍一种新的基于激光位移法的地铁车辆轮对尺寸在线检测系统。文章描述系统结构组成，给出系统的硬件选型设计和软件模块设计，阐述采用激光位移传感器实现轮缘高、轮缘厚和轮径参数测量的原理。为了验证系统的可用性，进行了现场轮对试验与过车试验，并将测量结果与人工测量进行对比分析，结果表明，该检测系统具有测量准确、一致性好等优点，能够取代现有的人工测量，满足地铁轮对尺寸测量的要求。     

串联橡胶垫的高圆钢弹簧刚度与横向稳定性分析

为了精确计算串联橡胶垫的高圆钢弹簧各向刚度参数,现以出口斯里兰卡内燃动车组动力车转向架二系悬挂元件为例,运用有限元法对橡胶垫与高圆弹簧串联系统的各向刚度进行分析,将该分析结果与公式法计算结果和试验数据进行对比,并且对串联系统的横向稳定性进行了试验研究。结果表明采用有限元法的计算结果具有较高的精度。串联系统的倾覆稳定性的工作值小于临界值,且通过横向大位移稳定性试验和列车线路运行试验得到了验证。     

运行6 000 t 货物列车对轨道稳定性影响的试验研究

对京广线运行提速列车、动车组、6 000 t货车进行动态测试对比,现场试验表明,6 000 t货车对增大轮轨垂向和横向作用力较为明显,在轨道平顺性较好的状态下,垂向轮载可增大40%。钢轨垂向位移在1 mm左右,横向位移在2 mm左右,都属于正常范围;轨枕横向位移较小,但个别位移达1 mm以上。现场轨道稳定性观察试验段的测量资料表明,在当前列车运行的条件下轨道的几何形位稳定,线路维修养护工作正常,无晃车现象,轨检车测量的2级扣分情况正常。     

路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。     

基于相机垂直拍摄的机车轮轨相对横移检测系统

为了检测机车动力学性能参数及监测机车运行状态,当前通常采用了基于传感器的接触式测量方法,因而存在动态测量困难、零漂大和抗干扰能力差等缺点。轮轨接触点位置变化能直观的反映出机车运行状态,所以设计了一套基于相机垂直拍摄的机车轮轨相对横移检测系统。该系统将相机垂直安装在转向架上,利用相机相对于转向架保持相对静止的特点,通过轨道在图像中的坐标变化来测量轮轨的相对横向位移,并分别在无砟和有砟轨道两种不同条件下实现了机车轮轨相对横移检测、数据显示和存储。实验结果表明,该系统不仅能显示轮轨相对横向位移,而且对检测环境有较强的适应性,这对进一步探索和评价机车运行安全性机理有重要意义。     

站区到发线无缝线路稳定性现场测试与计算分析

以在武汉纸坊站和武昌南站进行道床横向阻力现场测试获取的标准道床横向阻力不同的测点实测数据作为初始参数,利用有限元软件建立无缝线路稳定性有限元模型并进行计算,分析站区无缝线路的稳定性。研究结果表明:轨枕端头道砟缺失区段标准道床横向阻力偏小,且容许温升小于规范要求,应及时维修;利用移动加载车进行定点静态加载试验,推导出轨枕横向位移与车测钢轨横向位移的线性关系;通过移动加载试验,提出移动加载时轨枕横向位移不应大于0.60 mm的限值;通过理论计算得出移动加载时的轨枕横向位移曲线,现场发现轨枕横向位移超过0.60 mm的区段道床明显破坏,应及时补充道砟并捣固以确保无缝线路的稳定性。     

无背索独塔斜拉桥静力力学性能试验研究

通过现场试验对一座无背索独塔斜拉桥的静力性能进行了测试,并将试验结果与有限元计算结果对比分析,结果表明:该桥具有足够的强度、刚度和较好的偏载受力性能;钢箱梁顶板和底板的横向应变受剪力滞效应等因素的影响;主塔在活载作用下产生较大的朝主跨方向的水平位移,受力不平衡。建议设计类似桥型时增设背索。     

钢轨纵向位移快速测量系统的方法与应用

钢轨纵向位移是无缝线路状态演变的典型表现,监测钢轨纵向位移情况成为无缝线路养护维修的重点工作。然而,目前常用的无缝线路状态监测方法均基于固定式设备,大多存在成本高、精度差的弊端,且较难实现快速监测。开发设计一种动态的无缝线路钢轨爬行快速测量系统,基于机器视觉技术,对轨标和道旁基标图像进行特征提取,并通过对轨道场景进行还原和追踪,实现对无缝线路状态的监测。通过系统在现场的应用测试验证了该监测方法良好的适用性,在现场试验中钢轨纵向位移的测量精度可控制在±1 mm范围内,满足监测要求。该系统提高了无缝线路养护维修作业效率,降低了人工劳动强度,可为无缝线路科学精细化管理提供借鉴。     

芜湖长江大桥常规检定评估试验

为判别芜湖长江大桥当前安全运营状况,2014年对芜湖长江大桥进行了第一次常规检定评估试验。试验对结构应力、挠度、支座位移、索力、横竖向振幅和自振频率等进行了测试。实测结果表明:主桁主要杆件应力、跨中挠度、支座位移等测试结果与2000年成桥试验测试结果基本一致,结构受力正常且处于弹性工作阶段。应力和挠度实测动力系数均较小,振动各项指标(横向振幅、横向自振频率、加速度)均满足《桥检规》相关要求。     

构架式轨距——轨向检测系统信号合成算法及系统验证

通过对图像传感器输出的轨距左右偏移信号和左右高低偏移信号、加速度计输出信号和车体惯性平台输出的轨道倾角信号进行合成处理,得到准确的轨距和轨向测量结果。从理论上推导轨向的合成算法,对安装于轨距测量梁中心的轨向加速度计的响应进行重力和旋转运动修正后,与三角窗函数卷积运算,得到轨距测量梁中心横向位移的二阶差分,然后再通过二次积分和滤波得到左右轨向值。通过设计模拟低通滤波和相应的数字滤波器,实现了加速度滤波器的幅频响应与检测车速度无关,保证了系统的检测精度。对轨向加速度计测得的位移和摄像式轨距系统测得的位移进行比较,验证了系统测量原理和合成算法的正确性。经静态验证和现场试验,结果证明构架式轨距—轨向检测系统具有检测精度高、性能稳定和故障率低的优点。     

移动荷载作用下曲线桥的动力响应分析

为确定移动荷载作用下曲线桥的动力学特性,以江西省某四跨连续曲线箱梁桥为实例,运用有限元软件ANSYS建立了该桥的有限元计算模型。计算了该曲线桥的自振频率以及在移动荷载作用下该曲线桥的竖向位移、扭转角、横向位移等的变化规律。同时将有限元数值计算结果与现场试验测试数据进行了对比,验证了该曲线桥有限元模型的正确性,在此基础上分析了车辆离心力、车辆载重、车速等参数对曲线桥动力响应的影响。结果表明,离心力使曲线桥产生朝向外侧的横向位移,使跨中扭转角变大;随着载重的增加,曲线桥跨中竖向、横向位移,扭转角以及支座反力呈线性增长;随着车速的增加,曲线桥跨中竖向位移先增大后减小,横向位移和扭转角逐渐增大,支座反力逐渐减小。     

高速动车组横向悬挂系统失效故障的诊断方法

针对现有基于Kalman滤波技术的故障诊断方法不能有效诊断高速动车组横向悬挂系统失效故障的问题,通过建立高速动车组横向悬挂系统动力学仿真分析模型对高速动车组横向悬挂系统失效故障的特征进行分析发现,高速动车组横向悬挂系统中抗蛇行减振器失效故障对0~10Hz频段内的转向架横向振动加速度信号敏感,二系横向减振器失效故障对0~2Hz频段内的车体横向振动加速度信号敏感;基于此,提出改进的基于Kalman滤波技术的失效故障诊断方法,用于高速动车组横向悬挂系统失效故障的诊断。用该改进方法对转向架横向振动加速度信号进行0~10Hz滤波、对车体横向加速度信号进行0~2Hz滤波,然后计算二者信号的综合新息加权平方和(WSSR),若该WSSR有突变,则表明高速动车组横向悬挂系统发生失效故障。仿真分析结果表明:在车速为300km·h-1速度级下,采用改进方法可以有效地诊断高速动车组横向悬挂系统抗蛇行减振器和二系横向减振器的失效故障。     

基于可调板式轨道的轨道/车辆检测设备可靠性测试系统

文章介绍一种基于可调式微动加扰高速铁路轨道板(HS-APS)的校验测试系统,该系统能够对轨道几何形位检测设备进行校验,以确保其检测结果的准确性和可重复性,并测试轨道车辆对于轨道垂向和横向几何形位变化的动态响应特性。