轮轨摩擦温升有限元分析

基于有限元法和移动热源法,建立了轮轨摩擦非稳态传热计算模型,分析了车轮全滑动工况下三维模型和二维模型计算结果的异同,以及轮载、摩擦系数和相对滑动速度对钢轨摩擦温升的影响.结果表明,二维模型能模拟轮轨摩擦过程中钢轨纵截面温度变化规律;三维模型不仅能模拟钢轨纵截面温度变化规律,而且能模拟摩擦热的横向分布规律.车轮滑动过程中,摩擦热在轨面上引起的热影响区宽度在接触斑横向宽度范围内;接触斑中心处热影响层最厚,越靠近横向两侧,热影响层越薄.轮重不仅影响钢轨表面最高摩擦温升,而且影响热影响区域的大小;相对滑动速度越大,热影响层深度和宽度分别变浅和变宽;摩擦系数越大,热影响区越大.     

轮轨滚动接触疲劳裂纹解析用FEM模型

为了正确地评价由于滚动接触疲劳(RCF)引起车轮及钢轨表面上发生龟裂的现象,日本铁道综合技术研究所进行了以下技术开发:(1)弹塑性有限元解析;(2)组合能源密度基准模型及限界平面模型的方法;     

控制轮轨接触面摩擦 延长钢轨寿命

由于每年用于钢轨更换的费用相当大,因而,如果钢轨需要提前更换,对相应的资金安排产生巨大的压力。同时换轨作业须耗费大量时间和人力,占用宝贵的线路运行时间,从而直接影响着铁路运营,对于线路运能的影响将是直接、即时和显著的。尽可能地在钢轨必须更换之前延长其工作寿命,对于铁路的经济效益和运营操作都有着显著的影响。     

我国高速铁路轮轨系统尚应深入研究的几个技术问题

高速铁路轮轨系统技术是确保列车高速行驶安全的关键。轮轨系统技术条件的影响因素 ;最高行车速度、运输组织、机车车辆和线路结构等重大问题应深入研究。本文结合日、德等国高速铁路情况 ,提出设计运营工作中存在的问题 ,可供立题研究。     

日本试验新型电动摩擦制动装置

日本铁道综合技术研究所在国土交通省的资助下，研究开发不用压缩空气而是用电力驱动的摩擦制动装置。它可用于轻轨车辆或JR既有线及民营铁路车辆上。不用压缩空气设备，可减轻车辆重量。这种电动摩擦制动装置已在鹿儿岛市交通局1000型超低地板路面电车上使用。该制动装置由内置电动机产生推力压住闸瓦实现制动，当此力取消后，通过缓解弹簧使闸瓦松开。     

日本地震防灾系统通信标准的制定

目前，在日本高速铁路运行系统中，新干线以及JR既有线上使用的地震仪，共来自4个生产厂家，分为8个种类。此前各系统都采用独自的通信标准，因此很难变更生产厂家，新技术难以及时引进。为解决这一问题，日本铁道综合技术研究所制定了可以打破新干线与既有线的制约，能够在所有厂家生产的地震仪之间进行信息交换的通信标准，使地震仪之间的双向通信成为可能。     

使用压电材料降低车内噪声装置的开发

铁道车辆的高速化发展,对车内环境舒适度提出了更高的要求。由于铁道车辆噪声源众多,且传播路线错综复杂,必须考虑客室及内装修因振动逐步改变的特殊情形。因此,日本铁道综合技术研究所提出了通过将新开发的采用压电材料降低噪声的板体安装在内装修板材上以降低内装修板体透射噪声的方案,希望以此抑制来自外端墙面的透射噪声,降低新干线车辆连廊部噪声。     

地震时防脱轨对策用横向减振器的开发

<正>2004年10月23日发生的新泻县中越地震中,上越新干线受到了损伤,朱鹮325号高速列车甚至发生了脱轨事故。此前也曾研究过铁路土木结构物的抗震补强设计方法,并且引进过早期的地震检测系统等,以这次的脱轨事故为契机,除了上述抗震措施的研究应用外,还应该寻求防止车辆脱轨与溜逸的对策。根据对车辆的各种研究可知,提高车体横向减振器的减振性能,抑制车辆的振动,可作为地震时有效的防脱轨对策。因此,以这类研究结果为     

降低车体垂向振动的装置

为大幅度提高铁道车辆垂向振动舒适度,日本铁道综合技术研究所利用轴减振器与空气弹簧（节流控制阀内置型空气弹簧）的阻尼控制,开发出一种新装置,用于降低车体的一阶弯曲模式与刚体模式的振动。试制的装置装备将用于新干线的车辆上,该装置在车辆试验台上进行激振试验,确认其减振效果。根据该实验结果,制作出可供装车并可运行的装置如图1所示,将其装备在新干线车辆上,实施现车运行试验。     

作用于车轴轴承上的载荷推算法

如果能高精度地推算出作用于运行车辆车轴轴承上的载荷,则有可能设计出更合适的车轴轴承及轴箱。作用于运行车辆车轴轴承上的载荷,会在轨道及速度等运行条件的影响下发生改变,但目前尚未能准确地掌握这类载荷。日本铁道综合技术研究所根据作用于车轮上的轮重及轮轨横向力数据,针对实际运行中作用在车辆车轴轴承上的载荷,对其推算方法进行了研究。     

轮轨表面润滑状态对货车行车安全的影响

在研究我国直线段货物列车空车脱原因和预防措施中，通过大型综合脱轨试验和仿真计算，发现降低轮轨间摩擦系数能够明显改善空车的运行状态，大大其脱轨安全性，对解决高速运行货车在直线段以及换轨地段发生脱轨的问题具有重要的意义。     

高速轮轨粘着机理试验研究

系统介绍了在滚动振动试验台上所进行的１：１实物模型高速轮粘着机理试验情况，试验包括干净表面、水润滑和油润滑三种轮轨表面状态在不同轴重、不同速度工况下的粘着试验。试验不仅得到了完整的粘着力（粘着系数）与蠕滑率的关系，同时得到了粘着系数与运行速度的关系。最后，通过拟合轮轨接触函数型摩擦系数并进行计算，首次使轮轨接触粘着计算与试验结果一致。     

电传动机车轮轨动力学性能研究

采和机车－轨道耦合动力学理论与方法，研究了电传动机车与轨道的动态相互作用问题，以抱轴式驱动系统电力机车为例，建立了机车一轨道查互作用统一的模型，运用ＶＩＬＴ领导具软件分析比较了弹性和风性抱轴式电传动机车对轨道的动力作用及牵引电机的振动特性，文章还讨论了牵引中种悬挂方法以动力学性能影响的特征，从而指出其适应范围。     

关于交直流传动电力机车轮轨防擦伤的研究

针对既有防空转防滑行系统存在的不足,通过理论分析、大量实践调研,并参考国内外最新研究成果,开发了新型防空转防滑行系统。新系统能实时检测各轮对黏着状态,自动控制达到最大牵引力,在大秦线SS4改型机车的运行考核中取得良好效果。     

出口阿根廷地铁车辆的踏面与轮轨关系分析

NEFA706型踏面是阿根廷地铁客户推荐采用的,通过与国内常用的LM型、LMA型和S1002型踏面的踏面外形、轮轨接触关系(54E1型钢轨)、轮轨接触应力和动力学性能(特定参数条件)进行对比分析,得出这4种踏面型式分别与54E1型钢轨匹配时的性能结果,为出口阿根廷地铁车辆车轮踏面的选取提供了理论依据。     

轮轨粘着-蠕滑特性试验研究

轮轨粘着－蠕滑特性是一个受多种因素影响的变量。采用模拟试验方法，分析机车轴重、轮径、增粘块和轮轨间冲角等参数对轮轨粘着－蠕滑特性的影响。试验结果表明：若轴重增大、轮径减少和轮轨间冲角增大，则车轮粘着系数下降。     

环境条件对轮轨黏着特性影响的试验研究

利用JD-1轮轨模拟试验机研究新与旧模拟轮、新与生锈模拟轮和冲角等参数对轮轨黏着系数的影响.结果表明:干态和有水工况下,随着冲角的增加,轮轨纵向黏着系数均有所下降,而横向黏着系数均呈现上升趋势.对比干态和有水工况,发现有水下工况纵向黏着系数下降较多,下降了50%～60%,但横向黏着系数下降不明显.新模拟轮与模拟轨转动产...     

轮轨滚动接触疲劳问题研究的最新进展

由于轮轨之间的剧烈作用，轮轨滚动接触疲劳的破坏现象是非常严重的，这是至今尚未得到根本解决的难题，而且有些破坏机理尚不清楚。轮轨接触表面的疲劳破坏不仅使铁路运营成本增大，而且直接危害列车的行车安全。本文详细综述了轮轨滚动接触疲劳问题在近10年的研究进展情况，其中包括三维弹塑性滚动接触理论模型和数值方法，轮轨滚动接触疲劳破坏的各种因素数值分析方法和试验方法，以及轮轨新材料研究进展。涉及近10年来国内外发表的100多篇重要文献，并在此基础上提出了今后的研究方向。