30t轴重货车踏面制动下车轮辐板疲劳强度分析

随着货车轴重的增加,踏面制动热负荷对车轮辐板疲劳失效的影响越来越大。建立30t重载货车车轮三维有限元模型,对货车在长大坡道(坡度13‰)工况下的紧急制动进行仿真。仿真中,对比分析了分别采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力。最后利用Haigh-Goodman疲劳极限线图评定在制动热应力和轮轨机械应力同时作用下车轮辐板疲劳强度。结果表明,采用热机耦合法和线性叠加法计算得到的车轮辐板应力几乎一致,但是热机耦合法所需时间约是线性叠加法的6倍;踏面制动条件下30t轴重货车车轮辐板疲劳强度满足要求。     

高摩擦系数合成闸瓦热负荷研究

采用热一结构顺序耦合对货车高摩擦系数合成闸瓦在紧急制动工况和长大坡道调速制动工况下进行热应力仿真分析,并从材料的微观角度分析闸瓦摩擦表面的摩擦情况。结果表明：紧急制动时闸瓦的瞬态最高温度和最大应力满足要求;而调速制动时,最高温度和最大应力分别达到651．1℃、62．4MPa,应力超出闸瓦的极限值。仿真结果较为真实地反映了整个制动过程中闸瓦的瞬态温度和应力变化情况,且闸瓦一次制动满足要求。     

基于热—机耦合的大轴重车轮踏面制动热负荷仿真分析

重载列车车轮踏面制动是一个复杂的动态接触热—机耦合问题。文章利用有限元分析软件ABAQUS建立了重载车轮踏面制动的瞬态热—机耦合有限元模型,对单闸瓦踏面制动过程进行了紧急制动工况的数值仿真,并利用重载货车车轮制动热负荷试验结果对模型进行验证。利用该模型分析了不同工况下重载车轮紧急制动过程中的热负荷及热应力情况,为研究大轴重车轮踏面制动热负荷极限和热损伤问题提供了理论技术支持。     

货车车轮热负荷的研究

从我国货车车辆的制动装置条件和运用工况出发，根据货车提速紧急制动长大下坡道制动时制动功率的计算，表明对我国货车车轮热负荷的技术条件要求应高于相应的ＡＡＲ标准要求。提出有关货车车轮热负荷能力 和疲劳寿命的意见。     

基于热-结构耦合的机车整体式车轮疲劳强度分析

车辆紧急作用下,复杂机械和热载荷会造成车轮结构破坏失效,基于热-结构耦合理论及采用有限元数值仿真分析方法,分析其对整体式车轮结构的机械强度和疲劳强度的影响,并分析对比纯机械载荷和热-结构耦合载荷两种作用下对车轮结构强度的影响,采用单轴及多轴疲劳准则进行疲劳强度评估。结果表明:紧急制动20 s时,踏面温度达到最大151.8℃;制动热载荷是引起踏面及辐板等效应力增大的主要因素,热-结构耦合载荷比纯机械载荷辐板处产生的最大等效应力超出40%左右;多轴Dang_Van疲劳准则更适合应用于车轮辐板的评定,制动热负荷会造成局部结构疲劳强度波动较大,引起车轮的突然破坏。     

30t轴重货车车轮热应力分析

热损伤是重载货车车轮失效的主要原因之一。分析了30t轴重货车不同轮径的车轮在紧急制动工况下的温度场和热应力场,通过分析比较,得出30t轴重货车车轮直径的建议值。     

27t及以下轴重混编列车纵向车钩力试验研究

为研究掌握既有线开行27t及以下轴重混编列车的技术性能,中国铁路总公司在山西中南部铁路通道组织了"既有线开行27t及以下轴重混编列车综合试验"。通过分析试验列车在紧急制动、常用全制动以及长大下坡道调速制动工况下的纵向车钩力及其变化规律,研究混编列车的车钩力特性,为既有线开行27t轴重混编列车提供技术支持。分析认为:在各种装载和编组条件下,试验中混编列车最大拉钩力913kN,最大压钩力1194kN,超过1 000kN的车钩力只出现过一次。由于参试的27t轴重货车制动率明显小于既有通用货车,使得混编列车紧急制动时可能出现较大的拉钩力。     

热负荷对机车车轮疲劳强度影响研究

为了研究制动温升引起的热负荷对机车车轮疲劳强度的影响,现采用有限元法对紧急制动过程中车轮温度场和应力场的变化进行了仿真,并基于单轴疲劳理论对车轮的疲劳强度进行了分析.结果表明:热负荷引起踏面周向高达750MPa的动应力循环是诱发轮箍热疲劳的主要因素;轮芯某些区域的von Mises等效应力会升高50％,并且紧急制动可以致使轮芯的循环动应力幅值产生15％波动,从而增加了车轮发生疲劳破坏的几率.     

时速100 km 地铁车辆踏面制动热负荷分析

建立了地铁车辆时速100 km时的车轮热负荷计算模型,叙述了计算过程和评定方法.基于均布热源法,采用ANSYS软件分别计算了仅空气制动连续2次紧急制动和仅空气制动正常运营制动2种条件下新轮(840 mm)和磨耗到限车轮(770 mm)的踏面制动热负荷,并进行了强度校核.结果表明,磨耗到限车轮连续2次紧急制动、新轮正常运营制动满足车轮踏面损伤要求,新轮连续2次紧急制动和磨耗到限车轮正常运营制动不满足车轮踏面损伤要求.     

重型轨道车车轮异常磨耗原因分析及应对措施

针对重型轨道车车轮异常磨耗,从车轮材质、制动温升、车辆编组方式和制动力分配不匀等4个方面进行分析,确定长大坡道连续制动引起闸瓦和车轮踏面长期接触摩擦并导致车轮温度升高是车轮异常磨耗的主要原因,制动力不均匀和制动时间过长也会对车轮磨耗产生一定的影响。提出车辆通过长大坡道时控制速度及采取间歇制动形式下坡,以降低制动频率和制动时间,控制闸瓦和车轮踏面长时间摩擦产生的温升,以及合理匹配平板车和轨道车的制动效率、调整闸瓦与车轮踏面间隙、采取粉末冶金闸瓦等措施。     

重载货车车轮热负荷问题的探讨

讨论了重载货车制动热负荷对车轮的影响,简要回顾在这方面已经取得的研究成果,并提供了计算机仿真分析的几个典型热制动工况下的应力和温度场结果,包括坡道制动工况和停车制动工况。对手制动作用于运行车轮的工况进行了分析,检验了不同闸瓦作用位置对温度场的影响,并介绍了与热负荷相关的车轮更换问题。     

和谐型大功率内燃机车高摩合成闸瓦的研制

以丁腈橡胶改性酚醛树脂为黏合剂,石墨、铝矾土、钾长石粉、还原铁粉和沉淀硫酸钡等为填料,钢纤维和海泡石纤维为增强纤维,混合构成了高摩合成闸瓦的摩擦材料;通过反复实验,优化配方及工艺,研制出适合我国和谐型大功率内燃机车运用需求的高摩合成闸瓦。测试结果显示:研制的高摩合成闸瓦的各项物理力学性能及制动摩擦磨损性能符合和谐型大功率内燃机车的技术要求,其中冲击强度和压缩模量分别达到3.8kJ.m-2和460MPa。在1∶1制动动力试验台上的测试也显示,在120km.h-1速度下重车的制动距离以及车轮踏面最高温度和磨耗量分别为817m,215℃和0.87cm3.MJ-1,完全满足120km.h-1速度下紧急制动距离小于1 100m、车轮踏面最高温度小于400℃、重车制动磨耗量小于1.5cm3.MJ-1的使用要求,综合性能达到了国外同类型高摩合成闸瓦的水平。     

货车轮重测试系统研究

随着货车车辆运行速度的提高 ,轮 (轴 )重偏差对车辆动力学性能和制动性能的影响也会加剧。为了检测货车车辆轮 (轴 )重偏差 ,设计了货车车辆轮 (轴 )重测试系统 ,能够完成轮重测量 ,并可提供轮重偏差调整方案     

地铁车辆车轮踏面异常磨耗原因分析

地铁车辆车轮踏面异常磨耗随速度提高使其运营成本逐渐增加。对于运营速度80 km/h的城轨车辆,基础制动方式基本采用踏面制动+合成闸瓦,就城轨车辆主要采用的踏面制动方式、车轮及闸瓦热负荷匹配特性、电空制动力分配比以及黏着利用等内容进行分析,结合基础制动在运用过程中遇到的实际问题及城轨车辆制动的特点展开分析讨论,探讨造成地铁车辆踏面异常磨耗的根源所在,并指出今后的研究方向。     

货物列车紧急制动距离延长对通过能力的影响

120 km/h货物列车紧急制动距离从1400 m延长到1600 m,相应的常用制动距离也要延长,这涉及信号机布置、列车操纵、车轮踏面损伤、对通过能力影响等许多方面,是一个十分重要的技术问题。本文首先检算了120 km/h货物列车不同条件下的紧急制动距离和常用制动距离,根据制动距离确定闭塞分区长度,根据闭塞分区长度采用牵引计算的方法确定追踪列车间隔时间,从而判定紧急制动距离延长对追踪间隔时间的影响。同时,还采用牵引计算的方式确定紧急制动距离延长前后的列车停车附加时分,计算停车附加时分延长对通过能力的影响程度。认为120 km/h货物列车紧急制动距离放宽到1600 m后,闭塞分区计算长度要增加70 m,这对新线信号机布置有重要影响,既有线不满足要求的,需要限速,或者改造。同时还造成货物列车90 km/h初速时紧急制动距离超过800 m,新车和既有货车的制动率不一致,当新旧车混编时会加剧列车纵向冲动。因此建议对《铁路技术管理规程》这一条款的修订应慎重。     

利用空气制动T车优先控制以降低383系车轮凹入磨耗

介绍了利用空气制动T车优先控制方式,以减轻M车的踏面制动负担、减少车轮踏面下凹磨耗,取得了良好的经济技术效益.     

铁路货车车轮伤损及踏面磨耗规律的研究

针对提速货车环行线120km／h可靠性试验中车轮损伤和磨耗的统计数据,研究探索规律,分析车轮损伤与运用里程的关系,提出现有我国主型货车在运用一个段修期后,将有15％的车轮由于损伤需要旋轮或更换,将成为重载提速后车辆临修的主要故障之一;对于车轮磨耗,根据环行线不同轴重车辆35万km试验运行里程的车轮磨耗数据,计算出车轮踏面圆周平均磨耗率并推出车轮圆周磨耗量推算经验公式,并结合大秦线调研数据对我国今后将发展的新一代货车车轮圆周磨耗量进行计算预测。     

40t轴重下曲线半径与轮轨磨耗及疲劳损伤的关系

轮轨磨耗及滚动接触疲劳损伤是影响大轴重列车运行安全的重要因素,本文基于多体动力学软件UM建立了40 t轴重重载货车动力学模型,从轮轨磨耗、疲劳损伤2个角度,研究曲线半径对40 t轴重货车通过曲线时动力性能的影响,给出最小曲线半径的建议取值。研究结果表明:货车在曲线上运行时,轮轨磨耗和疲劳损伤均在小半径曲线上更严重;与400 m曲线半径相比,曲线半径800 m时轮轨磨耗降低68%,轮轨间出现轮缘接触的频次得到有效控制;曲线半径1 200 m时轮轨磨耗和疲劳损伤分别降低80%,58%,滚动圆外侧10~30 mm内基本不再出现疲劳损伤。建议最小曲线半径一般情况下取1 200 m,困难情况下取800 m。