完整的车辆—轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要

针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等新问题 ,在总结分析大量有关技术文献的基础上 ,提出必须进行高中低频范围的车辆—轨道系统的动力学研究。如果只用传统的思路和方法 ,不对这些新问题的本质进行深入研究分析 ,问题不能得到合理解决。理论和试验结果表明 ,根据激扰的差异及其波长范围 ,应将车辆—轨道系统动力学划分为低频、中频和高频 3个范围。针对这 3个不同区域内存在问题的性质 ,所处的频率范围 ,建立符合研究要求的动力学模型 ,并采用合理的数学方法求解。这样 ,以车辆—轨道系统的频率特性为基础 ,进行完整的车辆—轨道系统动力学研究 ,开发完善的新模型 ,对铁路实现高速化具有重要意义     

完整的车辆-轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要(1)

针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆一轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等新问题，在总结分析大量有关技术文献的基础上，提出必须进行高中低频范围的车辆一轨道系统的动力学研究。如果只用传统的思路和方法，不对这些新问题的本质进行深入研究分析，问题不能得到合理解决。理论和试验结果表明，根据激扰的差异及其波长范围，应将车辆一轨道系统动力学划分为低频、中频和高频3个范围。针对这3个不同区域内存在问题的性质，所处的频率范围，建立符合研究要求的动力学模型，并采用合理的数学方法求解。这样，以车辆一轨道系统的频率特性为基础，进行完整的车辆一轨道系统动力学研究，开发完善的新模型，对铁路实现高速化具有重要意义。     

车辆-轨道耦合动力学研究的新进展

车辆－轨道耦合动力学是在传统的车辆动力学和轨道动力学基础上发展起来的一个新的学科领域，近10年来发展迅速，并取得重要进展，已形成独特的理论体系，本文首先简要回顾了车辆－轨道耦合动力学的研究历史，并对国内外形研究进展作了概要介绍，在此基础上着重介绍了作者及其课题组近期开展的研究工作及主要研究结果，包括理论模型，计算机仿真，试验验证，参数确定及应用实践等方面的具体进展，最后指出了机车车辆与轨道系统动力学领域今后拟进一步研究的问题。     

基于车辆动力学的铁路轨道曲线啸叫时域模型

曲线啸叫是轮轨切向黏滑接触、轮轨动力学和通过曲线时车辆运行状态的综合结果。为综合研究曲线啸叫的影响因素,基于整车车辆多体动力学,并采用改进的轮轨接触力计算方法,建立了曲线啸叫时域模型。在接触力计算中,使用了离散接触模型,为引入下落摩擦机理,在切向力计算中使用迭代方法确定摩擦系数和接触力,使用模态叠加法计算车轮振动响应,采用无限元方法计算车轮声辐射。研究不同曲线半径和通过速度下,曲线段轮轨间接触力的变化及接触区的黏着-滑动状态,对车轮振动特性进行分析,并研究了车轮声学响应。研究发现,在下落摩擦和整车车辆运动状态的共同作用下会出现啸叫现象;曲线段轮轨间的法向力和切向力均会出现振荡,接触区呈现黏滑振荡状态;车轮振动速度谱的峰值频率与车轮特征模态相近,车轮轴向和径向模态的高幅振动是高频啸叫的原因之一。啸叫现象主要出现在前轮上,相同工况下,前后轮声压级相差近20 dB,车辆速度和曲线半径对啸叫程度有明显影响,当车辆的曲线通过速度为60 km/h时,小曲线半径会出现严重啸叫现象;当曲线半径由200 m增大到400 m时,最大声压级降低34 dB;曲线通过速度由60 km/h降至40 km/h时,最...     

车辆—轨道系统缩尺模型振动试验研究

通过车辆—轨道系统1:20缩尺模型振动试验,对系统的动力学性能进行研究.研制了1:20二系悬挂的缩尺铁道车辆和轨道系统模型;在对车辆和轨道系统模型进行参数测试和计算的基础上,进行了车辆模型的运行试验,了解系统的动力学响应.结果表明,缩尺模型与实际尺寸的车辆—轨道结构系统之间在动力学性能方面存在一些差距,但可以对系统作定性的和一定的定量研究.为我国进一步开展轮轨系统的缩尺动力模型试验提供参考.     

车辆—轨道系统横向耦合动力学的研究

本文基于车辆－轨道系统耦合动力学的基本思想，对横向耦合动力学进行了分析研究，从车辆，轨道、轮轨接触整体系统的角度，建立了车辆－轨道系统横向耦合模型，并编制了相应的计算机仿真实施软件包，用以分析高速、重载运输条件下车辆和轨道的横向相互作用，为车辆和轨道的轨道的最佳设计，最佳管理提供科学依据。     

车辆—轨道系统高中低频动力学模型的理论特征及其应用范围的研究

针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等问题,提出必须进行车辆—轨道系统高中低频范围的动力学模型研究。根据激扰的差异及其波长范围,针对车辆—轨道系统动力学在低频、中频和高频3个范围内存在问题的性质,建立符合研究要求的车辆模型、轨道模型和轮轨接触模型,并采用合理的数学方法求解。认为以车辆—轨道系统的频率特征为基础,进行完整的车辆—轨道系统动力学研究,可以有效研究车辆—轨道系统的短时动力学和长期行为之间的关系。     

利用机电类比法进行轨道车辆线性动力学分析方法研究

介绍导纳型机电类比的原理、参数对应关系,以及对应的类比电路图的绘制方法。通过该类比方法绘制出了轨道车辆垂向振动的类比电路图,应用相应电路分析理论,定量分析车辆一系垂向振动速度传递特性,得出减振所需要满足的条件。分析结果表明,应用机电类比法分析轨道车辆振动特性可以极大地简化分析过程。     

弹性短轨枕空吊对车辆-轨道系统的动力学影响分析

弹性短轨枕减振轨道是城市轨道交通所采用的经济有效的减振措施之一,但由于轨枕空吊的影响,近年来在工程中的用量急剧下降。采用车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑单侧轨枕空吊的车辆-轨道空间耦合振动模型,对城市轨道交通弹性短轨枕轨道轨枕空吊引起的车辆、轨道系统的振动响应进行理论分析。结果表明,弹性短轨枕空吊对钢轨扣件、轨枕的动力学影响最为显著,其次是轮轨力,对车体振动的影响为最小。若出现2根以上轨枕的连续空吊,则钢轨扣件系统受力会超出设计允许范围。通过轮轨力或车辆振动参数对轨枕空吊不易检测或识别。     

弹性轮对车辆-轨道垂向耦合系统动力学研究

建立了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统动力学模型，推导了弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统振动微分方程。通过输入脉冲型激扰，对弹性轮对车辆－轨道垂向耦合系统进行了轮轨力及轮轨接触应力的动力学仿真，并与刚性轮对车辆的计算结果进行了比较和分析。     

轨道刚度对车辆-轨道系统频率响应的影响

研究目的:目前,轨道刚度变化对车辆-轨道耦合系统频率响应的影响规律尚不明确,本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,以既有提速线路为例,从频率角度,研究轨道刚度变化对车辆-轨道耦合系统振动响应的影响。研究结论:(1)轨道刚度的变化,对车体、转向架的振动影响较小,对轮对及轨道结构的振动影响较大;轨道刚度的增大,对27 Hz以下的低频振动基本无影响,27~70 Hz之间的中低频振动略有降低,100 Hz以上的中高频振动显著增大;(2)随扣件刚度的增大,轮轨力谱以及轮对、钢轨振动加速度谱的最大值均显著增大,且振动频率有向高频发展的趋势;(3)随道床刚度的增大,频率响应谱的最大值变化相对较小,轮轨力、轮对、钢轨和轨枕的振动频率向高频移动;(4)总体上看,扣件刚度对耦合系统振动响应的影响较大,在线路维修时应及时更换恶化的扣件系统,道床刚度变化的影响相对较小,其维修周期可适当延长;(5)该研究可指导轨道结构的优化设计以及轨道的养护维修。     

铁路货车动力学仿真分析与线路测试结果一致性研究

以窄轨矿石敞车为研究对象,在线路静态扭曲减载试验和线路动力学试验的基础上,从车辆系统固有频率、轮重减载率、车体加速度功率谱密度以及特定线路下弹簧变形量等方面对仿真分析和试验数据进行了比较分析。在此基础上,对仿真模型进行了修正和验证,并对仿真分析结果与测试数据之间的偏差因素进行了分析。     

铁路安全动态追踪与评价系统研究

建立铁路安全追踪与评价系统,可以迅速对所收集的各种安全信息进行筛选归类,并以此为依据对各部门的安全状况进行定量评价,为安全信息的及时反馈和调整安全管理策略提供高效的信息平台。铁路安全追踪与评价系统的总体结构主要由“数据采集子系统”、“数据处理子系统”、“安全评价子系统”及“动态输出子系统”组成。其功能主要包括:安全信息收集、分层次分部门安全状况评价、安全信息发布及安全预警等。     

新型铁路车轮扁疤动态检测系统简介

简要介绍了铁路车轮扁疤动态检测系统的工作原理和软硬件设计方法。     

铁路提速货车非线性动力学仿真模型研究

围绕铁路提速货车非线性多刚体动力学仿真模型展开研究,通过对二维摩擦副模型的研究,建立了货车非线性元件的仿真模块,利用这些模块对货车线性动力学仿真模型进行修改,得到非线性动力学仿真模型。并且对非线性模型和线性模型的仿真结果进行了对比。     

轨道电路补偿电容动态检测系统研究

利用以试验车为载体的动态检测方式对轨道电路补偿电容进行检测,能够对其工作状态进行实时监控、提高现场作业效率.本文选用GPS/DR/MM组合定位方法,为动态检测系统提供定位信息,采用自适应联合卡尔曼滤波算法对多传感器数据进行融合,以获得最优估计的定位数据的输出.通过仿真实验进一步证实,这种方法可以得到比单一定位方法更高的故障点定位精度.     

渝利铁路带加强线全并联直供接触网设计方案研究

渝利线是客货共线山区电气化铁路,大牵引负荷是影响该铁路供电系统载流能力的主要控制因素,为了解决山区铁路供电需求,通过采用带加强线全并联的直接供电方式,研究提出了与该供电方式相适应的接触网设计方案。     

重载铁路铜合金接触线选型的研究

采用我国自主创新"上引连挤法"制造的铜镁合金接触线改善内在品质、大幅提高机电性能,居于国际领先水平,已在高速铁路大面积推广应用,取得了成功的运行业绩。重载铁路选用基于此先进工艺生产的铜微镁合金接触线替代铜银合金接触线,在载流条件下,导电率、直流电阻、载流量相差甚微,强度更高,耐磨耗,延长使用寿命,可节省贵金属银和建设投资,具有显著的技术经济效益。     

沪宁城际铁路视频监控系统研究

从工程实际应用出发,对沪宁城际铁路视频监控系统的组网方案的应用进行研究和探讨。