380km/h高速列车轮装制动盘研制

综合分析研究了380km/h高速列车制动盘的结构、材料化学成分及力学性能,得到满足制动盘技术要求的低合金铸钢材料及循环对称散热筋结构。热应力计算结果表明紧急制动过程中最大热应力为448MPa,小于材料的屈服极限。首次针对高速列车制动盘提出并实施了1 000次11制动动力台b架疲劳试验,疲劳试验表明制动盘摩擦面没有出现热斑、热裂纹等不良状况。初速度为420km/h紧急制动工况下热成像测试显示制动盘表面温度分布比较均匀,制动盘摩擦面最高温度为608℃,满足380km/h高速列车基础制动技术条件要求。     

快速货车制动盘热应力分析

制动系统是快速货车的关键技术之一,制动盘是制动系统中承受机械及热负荷的主要部件。通过160km/h快速货车制动计算,确定了紧急制动过程中制动盘的边界条件,并通过ANSYS建立有限元分析模型,得到制动过程中制动盘温度及应力分布。通过分析计算,确定了在160km/h快速货车上每轴制动盘的数量。     

基于LS-DYNA的城际高速铁路高架线路等速双向会车动力响应分析

基于LS-DYNA大型有限元仿真平台,建立了城际高速铁路高架线路双向会车动力学模型,通过测试数据对模型进行初步验证,在此基础上开展了等速交汇下的高架线路动力响应特点及规律的分析计算。计算结果表明:单向行车和双向会车对由高架线路振动引起的列车运行舒适度影响不大;在速度为100～500 km/h范围等速双向会车时桥梁跨中垂向挠度大于单向行车时的1.6～2.3倍,且在150 km/h和300 km/h出现了峰值,跨中横向挠度只有单向行车时1/2～4/5,且在400 km/h出现了峰值;2列车交会时轮重减载率略大于单向行车时减载率,而脱轨系数在大部分速度区段明显小于单向行车时脱轨系数。     

高速列车制动盘在不同制动工况下的残余热应力分布研究

首先建立了残余热应力的理论模型,实测得到了锻钢制动盘材料的多线性塑性随动强化数据,并采用弹塑性有限元法模拟了高速列车制动盘在不同制动工况下的热应力和残余应力分布。主要仿真了200km/h和300km/h速度级下的1次紧急制动、3次200km/h连续紧急制动及一次300km/h紧急制动对后续常用制动的影响。结果证明制动模式是影响残余热应力分布的主要因素,工况越恶劣,残余热应力值越大;紧急制动产生的残余热应力会提高后续常用制动下应力应变响应的峰值,但后续常用制动不会影响残余热应力的值,研究成果为制动盘损伤和裂纹扩展的研究提供参考。     

SZP7型踏面清扫器的研制

随着中国铁路机车车辆装备水平的快速发展,高速机车成为我国机车的发展方向.铁道部在引进国外先进技术同时,大力提倡国产化.大同机车车辆有限责任公司研制200 km/h电力机车,该机车为北车集团公司的重点项目,是国内首台该型机车.我公司为大同机车车辆有限责任公司200 km/h电力机车配套生产SZP7型轮盘制动单元.SZP7轮盘制动单元由轮盘制动盘、常用制动单元、停放制动单元及踏面清扫器组成.     

莫斯科至喀山高速铁路竖曲线半径研究

莫斯科至喀山高速铁路是中国高铁"走出去"的标志性项目之一,其设计速度达到400 km/h,在全世界范围内尚属首次,线路设计中无现成规范可以采用。研究满足400 km/h速度的一重要线路参数—竖曲线半径。采用理论分析、仿真分析及数据对比分析的方法,从安全、舒适及养护维修等方面对竖曲线半径进行研究,并得出结论:最小竖曲线半径取值主要由舒适性条件决定,当速度达到400 km/h,建议最小竖曲线半径取值32 000 m;最大竖曲线半径受养护维修(检测技术)条件影响,建议取值不大于40 000 m。     

高速动车组制动摩擦副的仿真分析

基于ABAQUS6.10非线性有限元软件建立高速列车轮装制动盘摩擦副生热有限元模型。根据高速列车运用的实际情况施行热交换边界条件。计算了380km/h列车在紧急制动过程的温度场、应力场分布情况。仿真结果表明,一次紧急制动,制动盘磨擦升温最高可达795℃,且高温区域集中在制动盘摩擦表面的中部区域,应力最大值达到450MPa,在所选铸钢材料的强度限制范围内,满足高速列车制动基本技术条件要求。     

高速动车组制动距离及制动减速度参数研究

我国现有动车组技术条件规定了速度350km/h及以下速度等级动车组的制动距离,对于更高运行速度的动车组,国内外均还未有制动减速度参数和制动距离标准。由于动车组的制动动能与速度的平方成正比,动车组在更高运用速度时,施加空气制动会产生更大的热负荷,现有的制动盘的耐热裂性能和抗热衰退性能无法满足。在分析速度350km/h中标准动车组的制动距离、控制减速度等参数基础上,讨论了初速度400km/h的制动距离参数,对于初速度400km/h的纯空气紧急制动EB和UB,分别提出两种制动控制减速度方案,并进行了热负荷计算和制动距离校核,对比之后,给出了合理的方案建议。     

160km/h及以上速度等级客运机车制动盘和闸片的开发及试验研究

以HX_D1D型机车为平台,展开对客运机车制动盘和闸片的技术研究,并开发了适合160 km/h及以上速度等级客运电力机车的铸钢制动盘和粉末冶金闸片。经过大量的1:1型式试验验证,其满足相关的技术要求。装车考核结果显示,机车铸钢制动盘和粉末冶金闸片完全满足160 km/h及以上速度等级客运电力机车的实际使用要求。     

动车组拖车制动盘有限元热分析

利用ANSYS软件,采用将制动盘摩擦面的散热转化为逆向热流密度的方法,对300 km/h动车组拖车制动盘的温度场及应力场进行了瞬态仿真分析.根据仿真结果,对制动盘的温度分布及变化规律、盘内热应力分布、最大热应力发生位置的走向及制动盘温升对轮轴温度的影响进行了分析.     

发展中的我国铁路列车速度、密度、重量

列车速度、密度、重量三者之间既相互制约又相互促进。我国铁路近40年的发展历程可划分为挖潜扩能、铁路提速和发展高速铁路3个阶段。在挖潜扩能阶段,通过对既有线的更新改造提高列车重量和密度,快速提升运输能力;在铁路提速阶段,将提高列车速度放在首位,压缩旅客列车旅行时间,同时兼顾列车密度和重量的提高;在发展高速铁路阶段,列车速度、密度、重量按需发展、共同发展,列车速度和密度提高到了一个新的水平。未来我国铁路列车速度、密度、重量发展方向:高速铁路列车速度将向400 km·h~(-1)、列车追踪间隔时间将向3 min、行车密度将向190对·d~(-1)以上发展;高速货运动车组列车运行速度将达200 km·h~(-1)及以上;客货共线铁路旅客列车速度最高可达200 km·h~(-1),列车追踪间隔时间最小可压缩到5 min,850 m系列到发线铁路货物列车重量可提高到4 500～5 000 t,1 050 m系列到发线铁路可提高到5 500～6 400 t;动车组列车将逐步替代普通旅客列车。     

地铁B型车列车最高运行速度选择研究

研究目的:国内城市轨道交通快线项目越来越多,合理选择列车最高运行速度是决定快线项目成本和效益的关键。由于缺乏相关规范,目前一般根据旅行时间目标和区间达速比选取,遗漏了一些重要的影响因素,造成部分项目速度选择不尽合理。本文从旅行时间价值、牵引能耗、车辆购置费和维修费、盾构区间建设成本以及车辆基地建设成本等方面进行系统分析,提出地铁B型车列车最高运行速度选择的原则和方法以及参考指标,供城市轨道交通快线项目选择列车最高运行速度参考使用。研究结论:(1)地铁B型车(4M2T)在区间最短匀速巡航时间10 s的条件下,列车最高运行速度80 km/h、100 km/h和120 km/h的最小区间长度分别为1 000 m、1 500 m和2 500 m;(2)列车最高运行速度越高,建设和运营成本越高,但呈非线性关系;(3)研究条件下,根据速度提高获得的时间价值与增加的成本比较,当区间距离在1.5 km以内时,最高运行速度100 km/h列车需要降速运行;当区间距离为1.5~3.5 km时,100 km/h最高运行速度具有优势;当区间距离达到3.5 km及以上时,120 km/h最高运行速度具有优势;(4)具体建设项目可按照本文提出的方法,根据线路的具体情况进行模拟计算和分析,并综合考虑线网资源共享等因素,选取最优的列车最高运行速度;(5)本研究成果对城市轨道交通快线项目规划设计时合理选择列车最高运行速度具有指导意义。     

时速400km高速铁路曲线超高研究

通过理论分析对时速400 km铁路线路最大曲线超高、欠超高以及最小曲线半径进行了研究,并建立列车通过高速铁路曲线地段动力学仿真计算模型,对不同工况下高速列车动力学各项安全性和平稳性指标进行计算分析。结果表明:时速400 km高速铁路最大曲线超高、欠超高、过超高、欠过超高之和、最大曲线超高与欠(过)超高之和等参数可以采用既有350 km/h高速铁路规范规定值;高速列车以400 km/h速度通过7 500,8 500,9 000 m半径曲线时,脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力等各项安全性指标均在限值以内;从平稳性方面考虑,高低速列车不共线运行时,对时速400 km高速铁路推荐最小曲线半径为9 000 m,一般条件下8 500 m,困难条件下7 500 m;高低速列车共线运行时,为了满足高低速匹配要求,推荐最小曲线半径为8 500 m。     

制动盘摩擦环厚度对其热容量和热应力的影响

为研究摩擦环厚度对新型城际动车组铸钢制动盘热容量和热应力的影响,基于ANSYS有限元分析软件,建立制动盘循环对称三维瞬态模型。采用间接耦合方法,仿真计算列车速度为300km/h时,厚度对制动盘温度场和应力场的影响。仿真结果表明:摩擦环初始厚度为23mm时,制动盘盘面最高温度为331.01℃,热应力为324.26MPa;摩擦环厚度降低5mm时,盘面温度升高约8.24%,热应力提升约12.82%;厚度对应力场的影响高于对温度场的影响,且厚度与二者呈线性关系。此结果可为制动盘后续寿命预测与检修提供参考。     

铁路钢轨钢材应力强度因子的有限元计算方法

对采用普通单元和奇异单元的网格计算应力和位移进行分析,对网格的疏密程度以及奇异单元尺寸和围绕裂纹尖端的奇异单元数目对奇异单元法计算精度的影响进行系统分析,得出各种情况下的计算误差随着相关因素的变化规律,并从精度和效率的角度给出了建议.     

都市快轨列车穿越矩形隧道时的气动特性研究

建立了都市快轨列车穿越矩形隧道的三维计算模型,应用不连续网格和动网格来模拟快轨列车穿越隧道的动态过程.采用三维、不可压缩、非定常的N-S方程考虑移动的快轨列车与固定的隧道之间的相对运动.在100 km/h、130 km/h和160 km/h 3种速度工况下,计算研究了列车从进入隧道直至完全驶出隧道的气动阻力变化规律和车体表面压力变化规律.计算结果表明,随着运行速度的增大,列车的气动阻力及车体表面压力变化幅值均增大.     

高速铁路列车制动盘散热筋布置间距研究

[目的]当列车设计速度达到400 km/h等级后,车下流场环境会更加复杂,使得制动盘阻力、功率消耗加剧问题更加凸显,需要对该速度等级下列车制动盘散热筋的最优布置间距进行深入研究。[方法]基于圆柱型散热筋结构,通过有限元仿真手段建立模型,并输入了相关参数值。针对相邻两周散热筋的圆心距d_周向设置了四个计算工况,针对相邻两周间的距离d_径向设置了五个计算工况,分别计算不同d_周向、d_径向对制动盘温升、阻力及散热功率的影响,进而得到d_周向及d_径向的建议取值。[结果及结论]d_径向=40 mm(即散热筋与制动盘边缘的距离同制动盘直径之比为0.75)时,制动盘温升达到最低值,制动盘的性能较优;散热筋直径为d_周向的一半时,制动盘综合性能最优。     

土耳其时速250km客货共线铁路最小曲线半径的研究

土耳其东西铁路干线拟按180～250 km/h速度目标值、客货共线铁路标准建设,按照中国先进、成熟的高速铁路标准和技术进行规划设计,重点研究时速250 km客货共线铁路的最小曲线半径。时速250 km客货共线铁路的最小曲线半径需要考虑高低速列车的匹配速度,速差越大,曲线半径越大;综合考虑舒适度指标及经济因素,土耳其时速250 km客货共线铁路的最小曲线半径一般值取4 000 m,个别最小值为3 500 m。     

时速400 km+高速列车交会压力波特性研究

研究目的:为了研究时速400 km+高速列车会车的压力波特性,基于计算流体动力学理论,建立不同车速(400 km/h、450 km/h、500 km/h、550 km/h)和不同线间距(5m、5.2m、5.4 m)下高速列车交会的数值计算模型.利用三维、非稳态的k-ε两方程湍流模型和滑移网格原理对高速列车等速交会下的气...     

时速120公里地铁列车气动噪声数值仿真分析

列车噪声影响车内乘客舒适性,其产生原理复杂,在一定程度上影响着轨道交通车辆的发展,开展列车噪声研究意义重大。文章采用数值仿真方法,以3辆车编组、带转向架、无受电弓的1:8缩比列车模型为基础,运用软件ICEM的拓扑优化、多层网格加密技术、附面层网格技术与网格拉伸技术开展精细化四面体/三棱柱网格划分,构建列车明线运行环境下的计算域网格。通过建立地铁列车气动噪声仿真模型,研究了80 km/h、120 km/h和130 km/h不同工况下列车明线运行的气动声学特性;分析了不同速度下地铁列车流场脉动性能、气动噪声源性能和远场辐射噪声性能,研究列车外部流场情况及其声学规律。仿真结果表明,随着列车运行速度增加,列车车体表面的声功率级逐渐增加,声源能量和声压级也随之增大。对时速120公里地铁列车气动噪声特性的研究可为地铁车型气动声学优化设计提供参考。