橡胶弹性车轮的发展与应用

介绍了橡胶弹性车轮的产生、发展和应用情况及几种国外橡胶弹性车轮和国内橡胶弹性车轮的研究开发试验情况。分析了橡胶弹性车轮减振、降噪和减少轮轨磨耗的几大特点，指出其具有广阔的发展前景。     

橡胶弹性车轮在轻轨车辆中的应用

分析了橡胶弹性车轮的减振、降噪和减少轮轨磨耗等３大优点，介绍了国内外有关橡胶弹性车轮的现场测试结果，提出了设计橡胶弹性车轮时应遵循的基本原则。     

压剪复合型弹性车轮对市域桥梁结构噪声的影响

弹性车轮在地铁及城市轨道交通上的可应用性正在进行深入研究。我国市域线路也包括不少高架线路，因此有必要研究弹性车轮对高架桥梁结构噪声的影响。利用有限元-边界元法建立频域轮轨相互作用模型及桥梁振动声辐射模型，并利用文献测试结果对仿真模型进行验证。在此基础上，分析弹性车轮橡胶参数对桥梁结构噪声的影响，得到以下结论：弹性车轮橡胶弹性模量的变化对桥梁结构噪声辐射总声压级影响较大，当橡胶弹性模量取10 MPa时，桥梁结构噪声辐射总声压级较刚性车轮可降低4.56 dB,但随着橡胶弹性模量的增加，弹性车轮解耦频率也增加，桥梁结构噪声逐渐增大，并逐渐趋于刚性车轮情况下的桥梁噪声；弹性车轮橡胶结构阻尼比的变化对箱梁结构降噪量影响不明显，当橡胶阻尼比由0.1增至0.4时，桥梁结构噪声辐射总声压级只降低1.04 dB;弹性车轮橡胶泊松比的改变对桥梁结构噪声总声压级影响很小。研究成果对弹性车轮在城市轨道交通的推广应用提供一定的参考。     

橡胶弹性车轮结构及性能试验研究

本文分析了橡胶弹性车轮的常见结构和应用特点,进行了橡胶材料、刚度和噪声降低对比性能试验.结果表明,研制的橡胶弹性车轮能较好地满足设计降噪要求.     

弹性车轮减振降噪特性分析

弹性车轮广泛应用于城市有轨电车,能有效降低轮轨噪声。弹性车轮的基本结构是在车轮轮箍和轮心之间嵌装弹性橡胶件。本文基于TWINS滚动噪声模型,利用有限元-边界元法,建立弹性车轮滚动噪声预测模型,通过仿真预测弹性车轮应用于地铁时的噪声辐射水平,并分析弹性车轮橡胶参数对振动声辐射的影响。计算结果表明:在本文选取参数范围内,激励相同时,橡胶的阻尼损耗因子取0.5、弹性模量取2 300MPa时弹性车轮振动最小,与标准地铁车轮相比降低6dB(A)。     

压剪复合型橡胶弹性车轮有限元分析

根据橡胶弹性车轮的刚度设计原则,以轴重16 t,φ860 mm轮径,设计运行速度100 km/h为目标,对压剪复合型橡胶弹性车轮进行有限元分析,研究在预压装和不同载荷下橡胶的变形状态,以及橡胶弹性车轮的径向、横向刚度和综合变形刚度,与刚度实际测量结果进行对比,并进行噪声对比测试,以获取合理的结构设计,达到满意的减振降噪效果。     

剪切型弹性车轮的研制

根据某型只具有一级悬挂装置的低地板有轨电车转向架技术要求,研制开发了一种低径向刚度的弹性车轮。弹性车轮采用双圈式承剪型减振橡胶,能够有效降低车轮的径向刚度,可替代传统转向架的一系减振。根据车轮运用条件要求进行了相关试验,试验结果表明弹性车轮各项性能满足技术要求。     

弹性车轮非线性有限元分析及疲劳强度校核

采用ABAQUS软件建立橡胶的mooney-rivlin本构模型以及整个弹性车轮的有限元模型,对弹性车轮在运营过程各工况下的应力情况和疲劳强度进行分析、校核,结果表明,各部件在运营组合工况下危险界面点均落在Goodman曲线内,且裕量充足,这种采用块状橡胶结构的弹性车轮结构设计合理,满足轻轨车辆的使用要求。     

剪切型弹性车轮的刚度分析与强度校核

采用Yeoh橡胶本构模型建立了剪切型弹性车轮的非线性有限元模型,完成了剪切型弹性车轮的轴向与径向刚度计算,通过与试验结果对比,验证了该模型能较好地预测弹性车轮的刚度特性。同时考虑到弹性车轮各部件的结构与受力特点,分别采用单轴疲劳准则和Crossland多轴准则完成各部件的疲劳强度评估,得到各部件的疲劳安全系数。计算结果表明,弹性车轮轮箍、轮心与压环的疲劳强度能满足要求。     

城市轨道交通振动和噪声的控制

介绍了城市轨道交通振动和噪声控制的研究和工程进展。着重介绍了浮置板、弹性支撑快、道碴垫、弹性扣件、钢轨下橡胶垫板、铁垫板下橡胶垫板、钢轨和车轮的处理、车辆弹性悬挂系统等减振降噪措施。     

超弹性车轮

意大利车轮设备专营商Lucchini Sidermeccanica与德国橡胶部件供应商GUMMI-Metall-TechnikGmbh合作建立了生产并销售名为ITUS超弹性车轮的合资企业.样品已于2002年9月24日在柏林InnoTrans博览会上展出.     

弹性车轮动态刚度测试及阻尼特性分析

随着城市轨道交通的快速发展,轨道交通带来的振动和噪声等问题受到居民越来越广泛的关注。弹性车轮通过在轮箍和轮心间嵌入橡胶弹性元件,能有效降低轮轨间的振动和噪声。本文通过对弹性车轮进行动态刚度测试,同时对其阻尼特性进行计算分析,分析弹性车轮在不同工况下的减振降噪效果。     

螺栓失效对压剪复合型弹性车轮强度安全性影响

弹性车轮螺栓用以紧固轮芯和安装环,在工作过程中承受预紧力和拉伸载荷,其应力状态对弹性车轮的运行安全至关重要。通过建立弹性车轮三维有限元模型,模拟螺栓在螺栓载荷作用下的初始受拉状态,利用接触单元和目标单元模拟各部件之间的接触状态,设置过盈量模拟轮芯与安装环之间、橡胶与轮辋之间的初始过盈接触状态。参考国际铁路联盟标准UIC 510-5和欧洲标准EN 13979-1,计算分析螺栓失效对弹性车轮整体静强度的影响。研究结果表明,螺栓未发生失效时,车轮各部件的危险系数均不超过0.61;综合分析多种工况下轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的最大Von-Mises应力,其应力均随螺栓失效个数的增加而增大;螺栓失效后,运行工况下轮辋的最大Von-Mises应力无明显变化;当5个螺栓发生失效后,轮辋、轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的危险系数分别为0.27, 0.92, 1.01, 0.95, 0.40。所得结论可为轨道车辆弹性车轮静强度校核提供参考。     

轨道交通弹性车轮轮箍承载特性研究

针对轮箍在运用过程中的疲劳失效问题，结合弹性车轮结构特点和承载原理，对轮箍的承载特性及相关影响因素进行系统研究，以提高轮箍的承载强度和弹性车轮运用安全性。为了精确分析弹性车轮轮箍在弹性支撑下的应力特性，基于有限元理论，建立了考虑橡胶块弹性离散支撑的轮箍承载特性参数化计算模型，对不同车轮刚度、轮箍厚度和车轮直径等结构参数下的轮箍应力状态分布、动态变形量、应力幅值等进行了研究。研究结果表明，在车轮运行过程中，轮箍内表面和外表面应力分布均呈“W”形变化趋势，其中内表面以拉应力为主，外表面以压应力为主；随着轮箍厚度、车轮刚度的增大，轮箍承载性能和安全性得到改善；但随着车轮直径的增大，轮箍的承载强度呈降低趋势，因此对于直径较大的弹性车轮应当适当增大车轮刚度及轮箍厚度，以确保轮箍的安全性能。文章的研究方法和结果为弹性车轮结构及性能优化提供了可靠的设计依据，为提高弹性车轮的运用安全可靠性提供了极强的指导作用和参考价值。     

橡胶弹性车轮用橡胶材料的动态力学性能试验

对橡胶弹性车轮用橡胶材料进行了动态力学性能的测试研究。根据试验结果,获得了材料最佳阻尼性能使用的温度范围,并对橡胶材料配方及其制造工艺有重要指导意义。     

橡胶车轮城市轨道交通车辆的发展及应用

文章介绍了橡胶车轮城市轨道交通车辆的历史背景和世界各国运用的现状,分析了橡胶车轮城市轨道交通车辆的特性及在城市轨道交通中的地位和前景。对橡胶车轮的选择方面进行了简单的阐述,最后论述了橡胶车轮城轨车辆的优缺点,并对其在我国的运用进行了展望。     

弹性车轮减噪声学特性研究

通过刚性车轮和弹性车轮振动模态及频响函数分析，对弹性车轮减噪机理进行了研究，同时对研制的承剪型弹性车轮与刚性车轮进行了噪声对比试验，验证了弹性车轮在缩短噪声衰减时间、改善频谱特性方面显示的减噪优良性能。     

弹性车轮在地铁车辆上的应用及分析

通过弹性车轮和整体车轮的动力学对比分析,证实了弹性车轮在降低轮轨振动噪声方面的优势。对地铁用弹性车轮在不同制动工况下的热载荷分析表明,其橡胶件的最高工作温度在橡胶材料的耐温范围之内。结果证实了弹性车轮在地铁上应用的可行性,研究可为地铁用弹性车轮的设计开发提供参考。     

压剪复合型弹性车轮的纵向振动影响及其控制

针对弹性车轮在运行时的纵向振动问题,建立弹性车轮6自由度复合动力学模型。基于某装有弹性车轮的地铁车辆,研究其运行速度、弹性车轮自身阻尼特性对弹性车轮纵向振动的影响。对弹性车轮发生中低频大幅纵向振动时车体与构架的振动进行分析,根据弹性车轮纵向振动特点研究其控制与抑制方法。结果表明:由于轮毂与轮芯之间阻尼特性较小且具有大的刚度,当车轮高速运行时,轮轨蠕滑力诱发了弹性车轮纵向中低频大幅振动;该振动对构架振动影响较大,但对车体基本没有影响;提高一系纵向阻尼是抑制弹性车轮纵向振动的有效合理方法,当阻尼达到72 k N·s/m时可有效抑制本车弹性车轮振动。     

机械抗打滑弹性车轮的研制

迟缓打滑是弹性车轮最常见的失效形式,针对这种失效形式,设计了一种采用机械抗打滑结构的弹性车轮.根据运用工况,对弹性车轮进行了仿真分析,证明其强度和疲劳寿命满足技术要求;通过对抗打滑性能测试,采用抗打滑结构的弹性车轮比普通的弹性车轮具有明显的优势;通过模拟不同温度环境下的抗打滑性能测试,证明采用抗打滑结构的弹性车轮在不同...