轨道车辆车轮不圆度检测装置动力学仿真

建立轨道—车辆—车轮不圆度检测装置动力学仿真模型,计算分析车轮不圆度检测装置关键参数对测点振动的影响规律,确定该检测装置最优设计参数。基于轨道车辆动力学与机构学理论,对检测装置机构运动进行分析,运用SIMPACK软件建立含单节列车、钢轨及安装在钢轨上的不圆度检测装置在内的整体仿真模型,并计算测点的振动响应。研究表明：该检测装置机构弹簧刚度最优值为3×10⁵～5×10⁵ N/m,阻尼最优值在8 000 N·s/m附近;为保证检测装置测量精度,车辆运行速度应不大于5 km/h;同轴另一侧车轮对检测装置没有影响,装置对列车运行安全性没有影响。     

HX_D1型机车车轮不圆度试验研究

阐述HX_D1型机车车轮不圆度状态。对4种干线HX_D1型机车超过4 000个车轮进行不圆度测试。基于现场试验获得的大量数据探讨制动系统、制动控制方式和车轮镟修定位方式对车轮多边形的影响。研究结果表明,HX_D1、HX_D1C型机车车轮存在17～19阶多边形磨耗,HX_D1B、HX_D1D型机车车轮主要以偏心磨损为主。HX_D1型机车车轮多边形与制动系统和制动控制方式关系不大,与车轮镟修时的定位方式关系较大。     

基于中点弦测法的车载式车轮不圆度测量

列车车轮不圆度是影响列车运行平稳性的重要因素,目前静态检测设备均需抬轮的准备工作,极大降低了检测效率,接触式传感器测量易发生损耗,导致测量发生误差,为提高检测效率以及避免检测误差,采用中点弦测法结合逆滤波器实现对车轮不圆度的车载式测量。检测时列车以低速运行,通过激光位移传感器实现非接触式测量,并同时利用3个激光位移传感器的具体位置关系和测量值得到弦测值作为逆滤波器的输入,构造逆滤波器的频率响应函数使一定波长范围内的不圆度数据得到还原,最后再构造低通滤波器以及进行离散傅里叶变换该车轮各个阶次多边形磨耗的粗糙度等级。通过实验测量数据验证,采用中点弦测法测得的车轮不圆度数据与真实不圆度数值的误差较小,可以实现车轮不圆度数据的车载式测量,各个阶次的粗糙度等级也可反映被测车轮目前的磨损状态。     

高速列车车轮多边形磨耗安全限值研究

通过车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,研究不同阶次车轮多边形磨耗的安全限值.车辆-轨道动力学模型中考虑了构架、轮对、轴箱以及轨道系统的弹性振动,在高频激振试验台上测得车轴动应力,对动力学模型计算结果进行对比验证,说明该模型的准确性.然后计算不同阶次、不同波深和不同速度下车轴应力的变化趋势,结果发现,轮对的一阶弯曲模态82 ...     

高速列车车轮不圆顺磨耗仿真及分析

为了研究高速列车车轮不圆顺磨耗的发展规律及其对动力学性能的影响,建立车辆-轨道系统动力学和车轮圆周磨耗预测相结合的耦合模型。模型中考虑了车辆系统的一、二系非线性悬挂力、轮轨非线性接触几何关系和非线性蠕滑力,并考虑了轮对的一阶弹性弯曲和扭转振动。轨道模型包括基于Euler梁的弹性钢轨和刚性轨枕。假设车轮型面不发生变化,只有车轮圆周方向不圆度发生变化,并假设车轮不圆顺的发展由磨耗引起。采用Herzt接触弹簧计算轮轨法向力,采用迹线法实时计算轮轨接触几何关系。通过数值仿真研究车轮不圆顺对车辆动力学性能的影响和不圆度的扩展规律。计算结果表明,车轮不圆顺会引起较大的轮轨垂向力,并与车轮不圆顺的谐波阶数、波深和车速有密切关系。由于车轮不圆顺引起的振动频率一般较高,车体平稳性指标对其不一定很敏感,但会增大车体振动响应,影响乘坐舒适性。在车轮初始不圆顺的情况下,随着运行距离的增加,车轮会因磨耗而加剧其不圆顺。轨道激扰不会掩盖车轮不圆度的扩展规律。     

列车车轮不圆的评定

对几种车轮的不圆度进行了测试.并对测试结果进行了比较分析,得出了一些结论.     

列车车轮不圆顺的研究现状

介绍了列车车轮不圆顺的诱因及车轮的不圆顺对车辆、轨道元件造成破坏的研究情况,给出了预测车轮不圆顺的发展及后果的数学模型,并提出了减少车轮不圆发展的措施。     

便携式轨道车辆车轮不圆度及直径测量装置

为了准确、快速地测量和记录车轮圆周方向的外形,以求得车轮不圆度和直径等参数,研制开发了一款便携式轨道车轮不圆度及直径测量装置.该装置由便携式测量机构和便携式计算机组成.测量机构将传感器所采集到的数据转换成脉冲计数,通过USB总线接口传输至便携式计算机.计算机软件对外形数据进行分析计算,并显示结果.绐出了测量原理、算法及误差分析方法.     

车轮踏面不圆度在线监测技术的现状与分析

相同车轮不圆度下轮轨相互作用力的大小与列车速度的平方成正比关系,所以若存在列车车轮不圆度则会对轮轨造成巨大的危害。通过对几种不同的列车车轮不圆度的监测方法的分析,提出适合于我国列车运行状况的列车车轮不圆度在线监测的方法,并且指出应用该方法需要满足国家车轮不圆度标准的工作重点。     

根据货车脱轨安全度确定铁路钢桥的横向振幅限值

通过对铁路钢梁桥的实测数据分析,采用车桥动力相互作用的计算模型,计算了提速后的铁路钢桥的横向振动,理论计算结果与实测数据基本吻合.提出了采用货车脱轨安全度来确定铁路钢梁桥的横向振幅允许值.     

轨道几何不平顺安全限值的研究

为尽快解决轨道的安全管理，本文对至今尚未被确定的轨道几何不平顺的安全限值，从车辆－轨道系统耦合动力学方面进行了分析。     

车轮不圆顺轮轨滚动接触行为的动态有限元仿真方法

高速轮轨滚动接触行为涉及几何、材料和接触非线性,动态效应显著,加之轮轨缺陷引起的接触不平顺等诸多因素的耦合影响,以及轮轨缺陷的尺寸、形状、位置和分布的随机性特点,给准确求解高速轮轨系统的动态响应带来极大挑战.针对上述诸多困难,以车轮不圆顺为例,提出将其转换为轮轨接触位移不平顺的动态有限元仿真方法,该方法在考虑轮轨系统强...     

铁路货车参数对车轮磨耗影响的仿真研究

为研究铁路货车参数对车轮磨耗的影响,在确定车轮磨耗仿真原理的基础上,采用轮轨半赫兹接触模型、FASTSIM算法和修正后的Zobory车轮磨耗模型以及车辆-轨道系统动力学模型建立车轮磨耗预测模型,仿真研究转向架结构型式、一系定位刚度和轴距以及车轮直径、车速对车轮磨耗的影响.结果表明:与装用摆动式和交叉支撑转向架相比,装用径向转向架能有效地减轻轮缘磨耗,并能增加车轮段修磨耗寿命;一系纵向定位刚度从9MN·m-1增加到21 MN·m-1后,车轮段修磨耗寿命减少33％,轮缘磨耗增加124.7％;轴距从1.6m增大到2.4m后,车轮段修磨耗寿命减少36.6％,轮缘磨耗增加180.2％;车速从60km· h-1增加到120 km· h-1时,车轮段修磨耗寿命降低45.0％,磨耗面积增加74.2％;车轮直径从800 mm增加到915 mm后,车轮段修磨耗寿命增加30.5％,轮缘磨耗减小20.1％,因此增大车轮直径可以减小大轴重货车的车轮磨耗.     

WP-C型铁路车轮外形测量仪直径标定方法的不确定度分析

介绍了WP—C型铁路车轮外形测量仪直径标定装置及标定方法,建立了标定方法的数学模型,并对标定的不确定度进行了分析,为测量仪的测量准确度提供了保障。     

考虑车轮不圆的轮轨法向接触问题研究

建立了描述车轮不圆的轮轨三维模型,并假设切向接触对法向接触不产生影响,采用非赫兹接触理论探讨了车轮不圆对轮轨法向接触的影响。分析了正常情况下车轮横移量对轮轨法向接触的影响,并研究了车轮二阶不圆且滚动1/3周的轮轨法向接触变化特性。计算结果表明,接触斑外形可能有多种形状;车轮不圆会引起较大的接触应力。     

研磨子对车轮不圆的修形作用

CRH_2型动车组装有车轮踏面清扫装置,其前端的研磨子在制动时可起到踏面清扫和增黏作用。通过调研及跟踪发现,装有踏面清扫装置的高速动车组车轮多边形出现的比例较小,当部分动车组出现车轮多边形后,在改变运行条件下,车轮多边形有减轻现象,说明研磨子对车轮多边形的发展具有一定的抑制作用。为研究研磨子对车轮不圆的修形作用,开展研磨子修形台架试验及修形线路试验。试验结果表明:通过研磨子多次作用,20阶多边形的车轮表面粗糙度由31?dB降为16?dB,研磨子对车轮不圆修形效果显著。     

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。     

提速货物列车车轮凹磨限值研究

车轮凹磨作为货物列车车轮磨耗的一种主要形式,是影响货物列车提速性能的关键因素之一。为研究车轮凹磨对货物列车提速性能的影响,对阜淮线某型提速货物列车车轮磨耗进行跟踪测试。基于不同运营时期的磨耗车轮选取7种不同凹陷值下的车轮踏面廓形作为研究对象,并建立了车辆系统多体动力学模型,将不同凹陷值下的车轮踏面廓形输入车辆模型进行仿真。通过仿真计算和现场试验相结合的方法对不同凹磨状态下的轮轨接触特性和列车动力学性能进行分析。分析结果表明,随着车轮凹陷值的增长,踏面的等效锥度增大,出现凹磨的车轮踏面在名义滚动圆附近不易与钢轨形成有效的轮轨接触,导致轮轨接触点在此区域发生横向跳动,加剧了轮轨间横向冲击,导致轮对和构架的横向振动加速度增大,造成列车的稳定性和平稳性有所降低。随着车轮凹陷值的增加,车辆的临界速度会随之降低,致使货物列车提速范围受到限制。车轮踏面产生凹磨将对列车曲线运行稳定性和轮重减载率造成不利影响,但对脱轨系数影响不大。根据分析结果,建议运营速度提升至80 km/h的货物列车车轮凹陷值应控制在2.5 mm以内,以保证列车安全运营。     

城市轨道交通车辆车轮失圆的机理研究及仿真分析

城市轨道交通车辆车轮不圆顺(又称"失圆")引起走行部伤损的问题已被广泛重视.对产生车轮失圆的内在机理进行分析,建立了单个轮和轨的垂向模型.分析了在制动力和牵引力作用下,当轮周存在不圆顺时垂向正压力的变化,以及垂向正压力与轮周纵向蠕滑力之间的关系,获得了轨下刚度阻尼参数、车辆一系垂向悬挂参数对车轮失圆的影响.研究表明:与...     

基于simpack仿真的铁路超限货物动态运输安全研究

为量化分析各因素在安全运输过程中的影响程度,以车辆滑移、车辆侧翻、货物位移、货物滚动为安全指标,建立了铁路超限货物运输的车辆-道路模型,运用simpack软件对铁路超限货物运输安全过程进行动态仿真。结果表明,重心横向偏移量、重车重心高和超限等级对起到主要影响。