轮轨结构参数对列车运动稳定性的影响

基于车辆—轨道耦合动力学理论,运用动力学仿真软件TTISIM,系统地分析和探讨了机车车辆的抗蛇行减振器,一系悬挂刚度,转向架轴距,车轮踏面锥度对临界速度的影响,以及轨距,钢轨小反,轨底坡,扣件刚度和阻尼等参数对列车稳定性的影响。指出在计算机车车辆的临界速度时,不仅要考虑整车的结构参数和模型,还应把轨道模型和结构参数纳入整个模型和分析过程。这对铁路机车车辆结构参数优化设计,提高或改善机车车辆运动稳定性,及既有线提速改造和高(快)速铁路修建等工程问题均具有实际意义。     

城市轻轨车辆走行部技术综述

介绍了小轮径转向架、内侧轴箱悬挂式独立轮对二轴转向架、单轮对转向架、独立轮对单轴转向架、独轨车辆走行部,以及自动导向交通系统(AGT)走行部等六类应用于城市轻轨车辆的典型走行部实例。立足于我国国情,对有轨电车、独轨交通、AGT等轻轨交通模式在我国应用的可行性进行了探讨并提出了一些建议。     

一种新型柔性转向架横向稳定性分析

分析了一种新型柔性转向架的横向稳定性,运用线性分析方法研究其构架菱形刚度、扭转刚度、一系悬挂刚度以及踏面等效锥度等参数对蛇形临界速度的影响。将该新型转向架横向稳定性与普通地铁车辆转向架做了对比:该新型转向架临界速度相对较小,但仍能满足设计要求,具有较好的稳定性。用非线性程序对横向稳定性研究的正确性和可靠性进行了验证。     

轮对内侧距对机车车辆动力学性能影响的试验研究

在分析国内外轮对内侧距方面已有研究结果的基础上,在不改变车轮踏面形状、轨距和钢轨轨头形状的情况下,进行单纯改变车辆轮对内侧距的滚动台试验研究,分析等效锥度对轮轨接触几何关系的影响,得出以下结论。①在保持轮轨接触几何关系相同的情况下,增加轮对内侧距有利于改善轮轨关系和机车车辆动力学性能。②在车轮踏面形状、轨距、钢轨轨头形状等保持不变的情况下,单纯改变轮对内侧距,必然会导致轮轨接触关系的变化,从而影响机车车辆的动力学性能;对于我国目前采用的车轮踏面形状、轨距、钢轨轨头形状而言,轮对内侧距从1 353 mm变化到1 360 mm,将导致轮轨接触等效锥度的增加,从而降低车辆的运动稳定性临界速度。③轮对内侧距的选取与车轮踏面形状的选择密切相关,在改变轮对内侧距以后,必须根据轮轨接触几何关系的变化重新对其进行综合优化,确定合适的车轮轮缘踏面外形。     

独立旋转车轮转向架及其导向技术纵览

论述独立旋转车轮技术的发展状况,介绍独立旋转车轮转向架在轻轨车辆和变轨距车辆上的应用,说明这已成为高速机车车辆走行技术的一个重要研究方向.从导向机理角度,分析国内外典型的独立旋转车轮转向架设计方案,并阐述独立旋转车轮转向架的发展前景.     

对迫导式机车用三轴转向架曲线通过性能的分析研究

铁路货运提速要求有功率更大、重量更重的机车。为了不使其轴重超限，每台机车上要有２台三轴转向架或３台二轴转向架。重型机车采用迫导式转向架可以降低曲线通过时轮轨间的横向力。本文介绍了迫导式三轴转向架的曲线通过性能和运行稳定性方面的数值分析。在分析中，当该转向架的转向联杆杠杆经、转向联杆上部弹簧刚度、车轮踏面锥度、轮对支承刚度变化时，对稳定运行的车轮横向力和临界速度进行了数值验证。此外还研究了提高临界速     

1435/1520 mm高速变轨距转向架动力学滚振试验研究

开展高速动车组变轨距转向架动力学性能的滚动振动台架试验研究,最高试验速度为600 km/h,包括在准轨1435 mm和宽轨1520 mm轨距线路上的蛇行稳定性、运行平稳性和轮轴横向间隙动态变化情况.准轨线路的钢轨廓形为CN60,轨底坡1/40;宽轨线路的钢轨廓形为俄罗斯P65,轨底坡1/20.试验结果表明,在2种轨距线路上,变轨距转向架的线性临界速度均在600 km/h以上,实际轨道激励下临界速度大于440 km/h,满足线路实际400 km/h运营需求.平稳性指标小于2.0,舒适度指标小于1.5,满足标准限值要求;轮轴横向间隙动态变化量小于0.7 mm.     

牵引电机架悬参数对动车转向架稳定性的影响

目前研究牵引电机架悬参数对动车转向架稳定性的影响主要局限于对转向架线性临界速度的影响,对非线性临界速度的影响较少涉及。根据国内某型动车组牵引电机悬挂方式,导出动车转向架动力学方程,利用延续算法求得转向架横移极限环曲线,得到转向架线性、非线性临界速度,研究牵引电机架悬参数对其影响。研究发现:牵引电机架悬参数对线性、非线性临界速度影响存在一定差异。利用Hopf分叉范式理论研究系统的三次共振项系数与转向架线性、非线性临界速度的关系。计算表明:系统的三次共振项系数的实部越大,其线性临界速度与非线性临界速度相差越大。     

带直接驱动电机的独立车轮系统转向架的结构及其在高速时的性能

开发了一种用于可变轨距列车的新概念转向架,其既适用于1435mm标准轨距线路,也适用于1067mm米轨线路。这种转向架必须在高速运行于标准轨距线路上时具有良好的运行稳定性,同时还必须在米轨线路的弯道上运行时具有高的运行性能。采用一种直接驱动的电动机系统以使电动机能被直接安装到车轮上,从而获得一种独立的车轮系统和轮对导向系统。由于具有短的轴距,所以独立车轮系统使得转向架在高速时具有良好的运行稳定性。在车辆滚动试验台上对这种转向架的样机进行了试验,试验结果表明,在500km/h的最大速度下并没有发现任何运行稳定性方面的问题。还在美国科罗拉多州普伟布洛运输技术中心公司对这种转向架进行了试验,随后又在日本山阳新干线上对其进行了超过200km/h的高速运行试验。     

改变铁路车辆轴簧刚度以提高曲线通过能力

铁路车辆转向架需要具备良好的高速走行稳定性和曲线通过能力,但是这两种性能之间存在权衡关系。所以,新造转向架时需考虑走行区间的最高速度及曲线半径等运用条件来决定转向架特性。介绍了一种刚性可变的轴箱定位装置,该装置可通过增大定位装置中的橡胶纵向刚度来保证走行稳定性,同时提高曲线通过能力。     

时速160 km的国外低地板铰接动车组严重晃动问题测试研究

针对国外某型号低地板铰接动车组存在的车体严重晃动、平稳性指标超标以及由此导致的限速运营问题,开展了轮轨接触关系和悬挂系统振动传递情况的线路测试。采用实车线路运行视频监测方法,对车体的运行姿态、悬挂系统振动传递、结构模态及轮对振动等进行了综合分析。结果发现,轮对低频蛇行通过悬挂系统传递给车体,激发出车体的刚体摇头和结构菱形模态耦合振动,从而导致平稳性指标超标。车载视频监测方法发现轮对确实存在1 Hz低频大幅值蛇行运动,空簧变位显著,即视觉上捕捉到了轮对蛇行与车体摇头的关系。经过分析和测试验证,改进的踏面镟修廓形可以改善轮轨接触关系,控制轮对蛇行运动,避免车体异常晃动,保证车辆运行的平稳性。     

柔性耦合单轮对走行系统的曲线性能分析和参数设计原则

建立柔性耦合单轮对走行系统的曲线通过模型。分析轮对冲角、脱轨系数和磨耗指数等主要性能指标与耦合连接横向、回转刚度等参数的关系,给出相应的连接参数设计原则。研究表明,柔性耦合轮对可以实现几乎纯径向的曲线通过,轮对曲线性能的耦合回转刚度的优化与单轮对系统的二系悬挂、车辆定距和耦合轮对轴距等参数有关,在优化耦合连接回转刚度的基础上,可以通过提高耦合连接的横向刚度来增加铰接车组的运动稳定性。     

城轨列车走行部地面检测系统研究与设计

走行部作为城轨列车的关键部件,其服役状态对列车运行安全起着至关重要的作用。目前,中国城轨列车走行部实时监测系统尚在起步阶段,且多数集中在轴箱监测,监测功能单一。研究并设计一套城轨列车走行部地面检测系统,针对轮对尺寸、车底关键部件异常及轴箱、电机等部件温度异常具有检测报警功能,此外还具备系统自检、自动防护、测轴计速和车号识别读取的辅助功能。系统实现了对城轨列车走行部关键零部件的通过式检测,并能针对检测结果做出故障预警。该系统已在北京地铁9号线投入使用,对现有列车检修工作起到很好的支持作用,对城轨列车在途监测的实现具有指导意义。     

高速客车车轮不圆对车辆振动影响的分析

针对高速车辆轮对不圆的状况,对车轮的不圆度水平和车辆系统的振动进行了测试,并分析了车轮不圆水平与车辆部件振动之间的关系。研究表明,车轮高阶不圆对走行部的振动存在明显的影响,18阶、19阶多边形的冲击振动频率在轴箱和电机处存在明显的频谱特征。     

轨道不平顺对轮对纵向振动影响分析

轮对纵向振动问题是一个长期以来被忽略的内容,研究发现轮对纵向振动虽然对整车的横向稳定性影响不大,但却对整车的垂向动力学性能和轮轨动态作用力有很大的影响。进一步分析发现,剧烈的轮对纵向振动,与轨道的横向和高低不平顺有关。在光滑的轨道上不会发生纵向共振。提出通过改变一系垂向减振器的布置方式可以抑制轮对的大部分纵向振动,减小轮轨动态作用力,延长轮对和钢轨的使用寿命。     

轮对柔性对车辆动态曲线通过性能的影响研究

为了研究车辆系统中轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能的影响,运用多体系统刚柔耦合动力学理论,通过有限元软件ANSYS将轮对柔性化处理后导入多体动力学软件UM中,建立考虑轮对为柔性的某型高速车辆刚柔耦合动力学模型,研究轮对柔性对高速车辆动态曲线通过的各项安全性能指标及平稳性的影响,对比分析不同工况下轮对刚性与柔性对高速车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明:刚柔耦合动力学模型的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和垂向平稳性指数较多刚体动力学模型均有不同程度的降低,而轮轨接触角、轮对侧滚角位移和横向平稳性指数较多刚体动力学模型有所升高。考虑轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能有一定的影响,柔性轮对较刚性轮对更能真实地反映车辆系统的动力学性能。     

基于有限元轨道-车辆耦合模型的列车运行状态在线检测技术的仿真

通过对擦伤轮对的检测,描述了在线检测轨道车辆运行状态的布点方法.采用基于Timoshenko梁的有限元轨道车辆垂向耦合模型,仿真了在线连续测试车轮踏面擦伤的过程.仿真结果真实反映了实际的测试现象.     

轮径差对车辆系统稳定性的影响

通过对有轮径差的转向架进行受力分析,理论推断出由于轮径差的存在而改变轮对的对中平衡位置,进而改变轮轨接触关系,影响车辆系统的稳定性。根据轮径差的大小将轮径差对车辆系统稳定性的影响划分为易稳定区、欠稳定区和亚稳定区。在易稳定区内,车辆系统的稳定性较高,而且不易发生轮对偏磨;在欠稳定区内,车辆系统的稳定性较差而且容易发生踏面偏磨;在亚稳定区内,虽然车辆系统的稳定性也比较高,但容易发生轮缘偏磨。运用数字仿真对理论推断进行验证,结果表明理论推断是正确的。为了提高车辆系统的稳定性和减轻车轮的磨耗,应尽量减小轮径差,使车辆经常运行于易稳定区。     

列车车轮踏面擦伤信号处理算法研究

车轮踏面的擦伤、磨损等缺陷严重影响车辆与轨道设施的安全和使用寿命。使用小波分析,对列车运行中踏面与轨道产生的振动检测数据进行算法研究处理,数据处理中采用小波包分解重构的方法对信号滤波,利用直方图的特性得到擦伤信号的阈值。     

机车JK430走行部监测装置数据深度分析

JK430走行部监测装置是监测机车走行部轴承和轮对质量状态的设备,其通过振动和温度复合传感器对机车重点部位运行状态进行实时监测,发现异常会及时报警提示。结合生产实际,通过历年设备运用过程中积累的经验,对监测装置数据深度分析进行探讨,提出针对外部条件变化如何深入准确分析的思路和方法,为进一步发挥JK430走行部监测装置作用,确保机车走行部安全提供帮助。