高铁联调联试车辆动力学响应轮轨垂向力评判方法研究

随着我国高速铁路的快速发展,车辆运营速度越来越高,利用轮轨作用力检测技术评价轨道状态成为一种新兴的技术手段。轮轨垂向力检测在发现轨道缺陷、降低轮轨疲劳伤损、延长车辆和轨道相关部件服役寿命等方面具有重要意义。通过高速铁路联调联试轮轨垂向力检测典型案例研究和大量数据统计分析,并参考借鉴国内外相关标准,提出高速铁路联调联试车辆动力学响应轮轨垂向力评判方法,该评判方法在高速铁路联调联试中的应用效果表明,轮轨垂向力相关评价指标能够准确检测轨道缺陷,更科学地指导线路养护维修。     

欧洲铁路技术规范对我国弓网标准的借鉴意义

研究欧洲高速铁路能源子系统技术规范及弓网标准化体系的形成过程,分析能源子系统TSI中弓网要求的功能表征参数,得出弓网几何参数和弓网动态性能是规范弓网系统的关键参数。研究能源子系统TSI及其弓网标准体系,分析我国弓网标准存在的问题,提出调整我国弓网标准并与国际接轨的几点建议。     

欧洲高速铁路弓网系统标准体系

欧洲高速铁路弓网系统标准体系依据TSI建立。体系包含受电弓试验、架空接触网设计与施工、弓网动态性能测量、弓网动态性能仿真和弓网相互作用技术规范等方面的标准,这些标准分工明确又相互衔接。学习、借鉴欧洲高速铁路弓网系统标准及其体系,制定具有自主知识产权的中国铁路弓网系统标准及其体系,对快速发展的中国铁路具有重要的现实意义。     

高速铁路受电弓与接触网关系评价综述

电气化高速铁路通过接触N／受电弓系统向电力机车传输电能,弓网系统性能的好坏是机车能否实现快速、安全、高效运行的关键。本文阐述了弓网相互作用研究中的几个核心问题：振动耦合、滑动接触及与环境的作用,并对当前弓网系统研究方法进行了总结,指出了各种方法的优缺点,在对世界各国高速铁路受电弓与接触网关系评价标准进行系统总结的基础上,尝试为我国高速铁路弓网关系评价工作提出了若干建议。     

客运专线弓网关系评价及其在京津城际铁路中的应用

研究目的:弓网关系是高速电气化铁路的关键技术之一,本文通过研究国外高速铁路弓网关系需求、参数评价标准、京津城际铁路弓网关系评价标准的制定、接触网的静态、动态检测和联调联试,系统地总结我国客运专线弓网关系的评价标准,并根据京津城际铁路检测情况,对高速铁路弓网关系的设计提出建议.研究结论:通过对高速铁路弓网关系需求的研究与分析及实际检测,京津城际铁路采用的弓网关系评价标准是适合的,其弓网关系参数可以为我国牵引供电系统设计仿真平台和工程评价标准体系提供技术指标参考.为减少高速铁路离线火花,建议对受电弓进行优化设计并增大接触线张力至30 kN以上;施工时进一步精确计算吊弦长度,严格控制安装误差,以减小接触网静态弹性差异.     

我国高速铁路弓网相互作用特点

从几何特征、动态性能、材料接口及电接触等方面对京津城际、武广、郑西等高速铁路受电弓与接触网相互作用的特点进行分析。结果表明,高速铁路弓网系统不仅能满足我国铁路互联互通要求,而且高速接触网的几何参数能够与高速列车使用的受电弓相匹配;铜合金接触线和碳滑板的组合能使弓网系统的磨耗量降至最低,且能保证弓网接触点不出现过热;弓网系统的动态性能可以确保高速列车的取流可靠性和取流质量。我国高速铁路弓网系统的性能还可进一步优化．     

高速铁路工务工程前沿基础理论与科学问题——轮轨关系

随着我国高速铁路的不断发展和持续建设,轮轨关系基础理论与应用技术研究也取得了显著进步。本文对国内外在轮轨关系研究,特别是轮轨接触疲劳和轮轨周期性磨耗方面所开展的研究工作和取得的研究成果进行了系统的梳理和总结,同时结合我国高速铁路在实际运营过程中出现的轮轨关系问题,指出目前我国高速铁路轮轨关系领域研究的不足和存在的问题,并对未来需要开展的研究工作及其主要的科学问题提出建议。     

我国高速铁路钢轨和道岔打磨技术应用与实践

针对我国高速铁路早期由于轮轨匹配不良出现的高铁动车组构架横向加速度报警、抖车、晃车和波磨等现象,提出用钢轨打磨方法解决轮轨匹配不良问题,进行廓形打磨技术研究与实践,改善和优化我国高速铁路轮轨型面匹配关系,从工务方面解决了高铁动车组构架横向加速度报警等问题。通过大量现场调研及实践,提出钢轨和道岔打磨工艺规范及标准,形成了我国高速铁路钢轨和道岔打磨成套技术。     

城市轨道交通弓网系统现状分析与建议

既有城轨受电弓与接触网的类型较多,两者之间的配合问题尤为突出。总结国内外城轨弓网系统标准,存在内容描述较少,刚柔接触网未分开规定,指标参数相差较大,系统性不强等问题。总结国内外相关研究文献,发现弓网设计阶段对弓网接口的设计不足,弓网维修阶段存在机械故障较多,弓网仿真缺少实测数据确认等问题。最后针对城轨弓网系统研究现状的不足,对未来进一步研究工作提出若干建议。     

高速综合检测列车关键技术研究

高速综合检测列车以高速动车组为载体,装备专用检测系统,在保证各系统时空同步的前提下,可对线路轨道、牵引供电、通信、信号等基础设施,轮轨和弓网接触状态及列车舒适性指标等进行高速动态检测;具有检测列车精确定位、在线数据集成、综合处理和分级评判等功能,是提高高速铁路基础设施检测效率、指导养护维修的重要技术装备.重点分析我国最新研制的400 km/h高速综合检测列车的系统集成、轨道、弓网、动力学、通信、信号等关键技术研究与实现方案,介绍试验验证情况.     

我国高速铁路轮轨关系研究现状及创新发展规划

轮轨关系是铁路行业永恒的主题,对于我国高速铁路而言,通过对轮轨关系的深化研究进一步提高运输经济性、乘客舒适性,降低运营安全风险和成本是中国铁路总公司极为关注的创新发展重点领域。简要回顾国内外高速铁路轮轨关系研究进程及应用现状,分析我国高速铁路轮轨关系研究需求,阐述我国高速铁路轮轨关系理论及技术创新总体发展规划,以及我国高速铁路轮轨关系最新研究进展,结合中国铁路总公司"强基达标、提质增效"的工作主题,提出高速铁路轮轨关系下一步研究及应用的重点领域建议。     

服役动车组车轮踏面等效锥度运用管理研究

介绍轮轨等效锥度的定义和在欧洲高速铁路的运用限值,并通过理论分析和国内高速铁路运用实践说明轮轨等效锥度对服役动车组构架蛇行失稳和车体共振的影响及解决方案。在悬挂参数和轮轨接触几何参数不变的情况下,服役动车组轮轨等效锥度需控制在一定范围内,才能保证动车组的运行安全性和平稳性,基于此结论,建议开展服役动车组轮轨等效锥度的使用限值研究。     

浅析高速综合检测列车高级修费用与摊销

高速铁路使用的综合检测列车是以高速动车组为载体,装备专用检测系统,对线路和轨道、牵引供电、通信信号等基础设施,轮轨和弓网接触状态及列车有关指标等进行高速动态检测.具有检测列车精确定位、在线数据集成、综合处理和分级评价等功能,是保证高速铁路基础设施正常运营的重要技术装备.此文根据高速综合检测列车的使用现状,对综合检测列车高级修费用进行分析.通过分析,提出在铁路工程建设期间摊销的高级修费用标准.     

高速铁路钢轨波磨对车辆—轨道动态响应的影响

在对高速铁路钢轨波磨现场调查、测试的基础上,根据铁道车辆—轨道耦合系统动力学理论,建立高速铁道车辆—板式无砟轨道动力学数值分析模型,采用现场测试得到的高速铁路钢轨波磨数据作为系统激励,研究不同深度的钢轨波磨对高速铁路轮轨相互作用、车辆运行稳定性的影响。结果表明:不同深度的钢轨波磨虽不会改变轮轨力波动的相位特征,但随着钢轨波磨深度的增加,轮轨垂向作用力、轮重减载率和轮对振动加速度均有明显增加,而构架和车体的振动加速度增加很小,可忽略不计;高速铁路钢轨波磨虽不影响乘坐舒适度,但会加速车辆簧下部件的伤损和破坏。     

高速铁路弓网检测监测体系研究

良好的弓网关系是保障列车高速安全运行的基础,为确保弓网系统长期服役的可靠性,有必要建立高速铁路弓网检测监测体系.在梳理高速铁路弓网系统检测监测需求的基础上,吸收供电6C系统成果,构建高速铁路弓网检测监测体系框架,从感知、传输、数据、分析和应用5个层面进行分析描述,论述弓网检测监测系统的关键技术与实现方法,阐述体系在弓网...     

德国高速铁路受电弓的发展

随着我国铁路运输事业的不断发展，发展高速铁路是我国铁路的又一发展方向。高速铁路一般以电力为主，如德国的ICE系列高速列车，日本的新干线及法国的TGV等都是由电力拖动的。高速铁路需要一系列高速配套技术：适应高速的路网及信号系统、高速受电弓、高速转向架、列车制动系统、符合动力学性能的车体等等。高速受电弓是高速铁路的重要部件，在受流中作为弓网系统的关键电器，应着重专门研究，这里谈谈本人所了解到的在德国及周边国家的电力机车上应用的高速受电弓研究情况，     

Cu-Al2O3弥散铜高速铁路接触线对弓网动态受流质量的影响研究

我国高速铁路发展迅速,未来其运行速度将达到400 km/h及以上.针对更高速铁路中弓网受流质量变化,首先研究Cu-Al2O3弥散铜接触线材质性能,然后采用受电弓的三元集中质量块单元和弹性链型悬挂接触网的接触单元,建立弓网耦合动力学模型并借助ANSYS有限元分析软件进行仿真,分析弓网系统在350,380,400和420 km/h 4种速度下受流情况.研究结果表明:使用张力为34 kN时,满足冲击载荷及静载荷条件下的使用安全性,随着列车运行速度增加动态接触压力变化幅度明显增大,其中最大动态接触压力、最小动态接触压力、平均动态接触压力及标准偏差基本满足《高速铁路工程动态验收技术规范》中弓网受流质量评价标准.     

高速铁路轮轨形面匹配研究

介绍国内外高速铁路轮轨形面和硬度匹配情况和存在问题。分析总结轮轨接触光带不良带来的危害。通过对钢轨预打磨优化轮轨接触、轮轨硬度合理匹配和新轨头廓形钢轨进行研究,提出预打磨轨头廓形设计、钢轨预打磨的技术要求和需要注意的其他问题,并对钢轨预打磨进行实践和使用评价;提出我国高速铁路新轮与新轨的几何形面不匹配,表现为轮轨接触光带不在设计的轨头踏面中心等结论;建议统一动车车轮形面并开展新轨头廓形钢轨的研发和应用,以改善轮轨接触关系。     

机车黏着极限态驱动装置结构共振研究

机车处于轮轨黏着极限状态运行时,轮轨黏着饱和及负斜率特性使得驱动轮对出现复杂的动力学现象。为了研究机车驱动装置受到轮轨动态激励的响应,首先研究黏着极限状态轮轨的黏滑特点及其引起轮对的动力学问题,然后建立机车的多体动力学模型,仿真驱动装置各结构部件的振动及其振动主频率,得出避免机车驱动装置结构发生共振的参数匹配原则。结果表明:机车处于黏着极限状态运行时,轮轨间黏滑状态会产生驱动轮对的纵向振动和驱动装置的自激振动等典型动态特征;驱动装置自激振动会激发基于结构固有频率的振动,且各结构振动会相互影响。因此,需合理选取牵引电机吊挂关节的刚度,避免基于电机点头振动固有频率及各结构部件固有频率的振动。特别是,若牵引电机转子旋转、轮对扭转振动和轮对纵向振动的固有频率一致,将引起驱动装置结构产生共振。     

高速铁路大跨度混凝土简支箱梁动力特性分析

研究目的:我国高速铁路桥梁以跨度32 m预应力混凝土简支箱梁桥为主,对于下部基础费用占比大的桥梁区段,采用大跨度简支梁可以显著降低工程费用,高速铁路大跨度简支梁是一个重要的研究方向,其在列车作用下的动力特性是设计需要考虑的关键因素。本文利用移动荷载列计算方法,分析车桥共振条件,提出不同跨度混凝土简支梁的方案设计,分析列车作用下大跨度简支梁的动力特性,为确定高速铁路大跨度简支梁的合理跨度提供支撑。研究结论:(1)共振速度与简支梁自振频率和车长相关;车长d与跨度L的比值是简支梁桥车桥共振的关键影响因素;(2)大跨度简支梁设计中,静活载作用下的梁端转角限值决定了简支梁的最小梁高;(3)当跨度逐渐接近动车组车长的2倍时,简支梁的动力系数和跨中加速度也逐渐增加;有限元分析的车桥共振现象与公式分析的结论基本一致;(4)本研究成果可指导高速铁路大跨度简支梁的工程设计。