智能化钢轨廓形打磨方案设计研究及应用

根据钢轨打磨磨削理论和钢轨实测廓形数据,建立单遍和多遍最优打磨方案设计模型,提出一种基于个性化模式库的钢轨廓形打磨方案设计方法,开发了智能化钢轨廓形打磨方案设计系统,并开展现场钢轨打磨作业应用。结果表明：将钢轨等效偏差指数作为最优打磨方案设计的优化目标函数,能够较好实现打磨后钢轨廓形逐步向目标廓形贴合;开发的智能化钢轨廓形打磨方案设计系统,能够根据现场实测钢轨廓形进行批量打磨方案设计,并能预测打磨后的钢轨廓形,可显著提升打磨方案设计效率;采用该打磨方案设计方法开展现场打磨作业,打磨后钢轨实测廓形与模拟廓形基本吻合,主要轮轨接触区域钢轨廓形与目标廓形较打磨前贴合程度明显提升,打磨后钢轨廓形GQI指标均达到优良等级且钢轨表面状态良好,能够较好地满足打磨作业要求。研究的相关成果可显著提升钢轨廓形打磨方案的准确性和设计效率,为铁路钢轨打磨作业提供直接、有效的指导。     

个性化钢轨廓形打磨在北京地铁的应用分析

在北京地铁6号线草房站—物资学院路站区间选择一段曲线段作为试验段,基于钢轨廓形和车轮踏面数据调查,借助动力学仿真软件计算钢轨打磨最佳设计廓形.在钢轨铣磨和个性化打磨后设置观测点进行定期观测,计算分析钢轨廓形变化、疲劳伤损发展、波磨发展等情况,对比钢轨铣磨和钢轨廓形打磨的质量效果.试验结果表明:钢轨廓形打磨减缓了钢轨疲劳伤损及波磨的发展速率,将打磨周期从3个月延长至6个月;地铁采用个性化钢轨廓形打磨是合理且必要的.     

高速铁路60N廓形钢轨适应性研究

针对60N廓形钢轨在高速铁路的适应性问题,对铺设60N廓形钢轨的高速铁路线路开展长期跟踪测试,分析60N廓形钢轨服役性能及养护维修情况;利用仿真手段,采用基于层次分析法的轮轨型面匹配综合评价方法,评价铺设60N廓形钢轨线路的标准及实测轮轨型面匹配状态.结果表明:铺设60N廓形钢轨的高速铁路钢轨服役状态良好,钢轨磨耗较小...     

高速铁路钢轨廓形磨耗发展规律及打磨周期研究

针对高速铁路钢轨打磨过程中周期制定的问题,对京广高速铁路郑武(郑州—武汉)段钢轨廓形进行了长期跟踪观测,选取长10 km、年通过总质量21 Mt的观测区段,计算分析了钢轨廓形磨耗速率和实测廓形的等效锥度变化.结果表明:观测区段在打磨后28个月内,钢轨廓形垂直磨耗增加速率为0.09 mm/年,钢轨廓形面积磨耗速率为2.5...     

高速铁路钢轨打磨技术研究与应用

针对部分地段出现CRH3型动车组转向架构架横向振动加速度报警限速的情况进行深入分析,据此确定了对钢轨进行打磨的对策,制订了打磨工艺参数.通过实施打磨后,改善了轮轨匹配关系,解决了动车组转向架构架横向振动加速度报警限速问题,提高了动车组运行品质.     

钢轨打磨列车打磨质量控制

分析影响钢轨打磨列车打磨质量的原因,针对提速、重载线路分别制定提高打磨质量的措施。为更好地发挥机械效率,在分析PGM-48型钢轨打磨列车控制原理的基础上,对打磨列车提出了3点改进建议,以加强打磨列车的适用性和提高打磨质量。     

曲线区钢轨双打磨廓形设计方法

为探究货运线路中曲线区段磨耗钢轨的打磨方法对钢轨的服役寿命及列车运行安全的直接影响,针对曲线区段钢轨打磨廓形设计方法开展研究。设计多段圆弧和半径等多参变量的平滑设计方法,构建钢轨廓形描述模型,结合车辆-轨道耦合动力学及轮轨接触分析,设计不同权重系数,建立缓和曲线及恒定半径曲线段的磨耗钢轨打磨廓形的多目标函数,采用优化算法求解并进行对比分析。研究结果表明：与传统单一打磨廓形相比,设计廓形对缓和曲线段和恒定半径曲线段,钢轨材料去除量分别降低了39.02%和20.47%;动力学性能显著提升。在缓和曲线段和恒定半径曲线段的交接处,轮对横移量最高降低了89.45%,过渡更加平缓。轮轨接触几何分布均匀,改善了车辆入弯前后的运行性能和曲线通过性能。轮轨接触斑面积增加,且随轮对横移量变化平缓,最大Mises应力和最大法向接触应力相对于优化前均有明显改善。采用双打磨廓形设计能够有效延长曲线区段钢轨使用寿命。     

钢轨廓形打磨在朔黄重载铁路中的应用

以朔黄铁路为例,针对钢轨廓形打磨在打磨重载铁路过程中存在的问题,采用SIMPACK动力学仿真软件建立了实参数轮轨耦合动力学模型,对比分析了打磨前后轮轨作用力、轮轨磨耗和疲劳损伤,结果表明：打磨后轮轨关系改善,轮轨作用力明显减小,曲线上股钢轨侧磨和上下股轨顶疲劳损伤发展得到了有效抑制。     

高速铁路钢轨打磨关键技术研究

根据我国高速铁路上运行车辆的车轮型面设计钢轨的预打磨轨头廓面.按照该预打磨轨头廓面对钢轨进行预打磨,可有效改善轮轨的接触状态.给出了适用于不同车轮型面的钢轨预打磨深度理论设计值以及适用于LMA和S1002G车轮型面的钢轨预打磨轨头廓面.关于预打磨后的实际轨头廓面与预打磨设计廓面的误差,在轨距角部位应控制在-0.1～0.3 mm范围内.建议我国高速铁路的钢轨打磨周期为每30～50 Mt通过总重打磨1次,对于无砟轨道取上限,有砟轨道取下限;关于60kg·m-1钢轨的预打磨深度,在轨距角部位应达到0.8～1.5 mm,在主要轮轨接触部位应大于0.3 mm;钢轨打磨后的表面粗糙度应小于10μm;采用48磨头打磨车时应打磨3～4遍,采用96磨头打磨车时应打磨2遍.     

基于廓形打磨的小半径曲线钢轨磨耗控制方法研究

对小半径曲线上股轮轨两点接触侧磨机理进行了分析,提出了现场钢轨打磨实施方案并对其合理性进行了验证,并以此为基础对基于RRD的钢轨打磨目标廓形设计方法进行了研究.结果表明,轮轨两点接触形态及轨侧接触点的大切向力是导致小半径曲线钢轨侧磨严重的主要原因之一,轮轨贴合式两点接触能够有效提高滚动半径差,减小轨侧接触点磨耗指数和两...     

基于故障树分析法的高速铁路钢轨断裂机理分析

依据国际铁路联盟和我国铁路标准中对钢轨伤损的分类,采用静态故障树的分析方法对高速铁路钢轨断裂的类型和原因进行总结和归纳。求出所有最小割集,底事件的重要度排序,据此得出:未及时更换钢轨和检测养护维修不及时为导致断轨的最主要原因;钢轨标记应力集中和轮轨接触应力过大为主要原因;钢轨强度偏低,曲线钢轨未润滑和未调边为重要原因。通过改进现有的钢轨检测、监测手段,提高铁路工人的业务素质,及时对钢轨进行养护维修,预防应力集中和接触应力过大,选取强度适宜的钢轨,对钢轨及时润滑和调边可在一定程度上减少断轨事故的发生。     

钢轨廓形打磨在线路提速改造中的应用

宁启线改造提速前,调边轨、再用轨区段钢轨廓形差异大、光带不良、动力学性能较差。首先从轮轨几何接触关系、等效锥度的角度对线路调边轨、再用轨区段轮轨关系进行静态分析;然后运用Simpack动力学软件进行动力学仿真分析,初步判断调边轨、再用轨区段光带不良、动力学性能差是由轮轨关系不良引起的;最后,针对宁启线轮轨关系不良进行个性化钢轨廓形设计。通过实施钢轨廓形打磨,修正钢轨廓形,改善轮轨接触关系,降低加速度超限数量,提高了线路质量。     

高速铁道车辆蛇行脱轨安全性评判方法研究

通过建立轮轨三维几何接触模型、整车动力学分析模型和轮轨碰撞模型,分析高速铁道车辆蛇行失稳后的蛇行脱轨过程及其影响因素.高速铁道车辆的蛇行脱轨过程是一个爬轨和跳轨并存的复杂过程,轮对的名义冲角和有效冲角分别对准静态的爬轨和动态的跳轨起着重要影响作用;随着轮对横移速度的增大、轮轨摩擦系数以及车轮垂向载荷的减小,车轮的跳轨高度越大;横向蠕滑力在整个蠕滑力中所占比例以及轮对横向运动能量越大,车辆越容易脱轨.因此高速铁道车辆的蛇行脱轨安全性应根据轮对横移速度限值并考虑车辆的横向运行稳定性进行评判.当高速铁道车辆分别表现为“超临界”和“亚临界”的蛇行失稳极限环分岔形式时,可分别采用转向架横向加速度移动均方根值方法和转向架横向加速度限值对其横向运行稳定性进行评判.     

铁路钢轨预防性打磨型面及其对车辆运行性能的影响

钢轨缺陷威胁列车的运行安全。在钢轨缺陷形成的初始阶段对钢轨进行预防性打磨能有效防治缺陷的发展,延长钢轨使用寿命,同时也能减少在轨道上运行的机车车辆发生危险事故的几率。采用经验设计法设计了一种适用于铁路钢轨预防性打磨的型面,并阐述了其构造过程。然后用SIMPACK软件及CONTACT数值程序对其进行了列车动力学性能及轮轨接触性能的分析。结果表明,设计的钢轨预防性打磨型面能保证车辆的运行性能,符合预期。在钢轨打磨型面设计上做了尝试,为我国铁路钢轨打磨型面优化设计提供了借鉴。     

国内外高速铁路钢轨性能对比研究

为进一步提升我国高速铁路钢轨的性能,对比分析法国、德国、日本和我国高速铁路钢轨的技术标准、生产设备和工艺,以及试样的理化性能、几何尺寸和平直度等。结果表明:我国高速铁路钢轨的技术标准已跻身世界先进行列,钢轨的生产设备和工艺也已达到国际先进水平;国内外高速铁路钢轨的有害元素、氢氧氮含量、脱碳层、非金属夹杂物、硬度等均大致相当;我国U75VG钢轨的抗拉强度略高,而断后伸长率、断裂韧性和疲劳裂纹扩展速率略低,但均满足技术标准的要求;建议在非金属夹杂物、脱碳层深度、残余应力、轨端平直度等方面进一步提升我国生产高速铁路钢轨的工艺技术水平,并深入开展高速铁路钢轨成分优化、非金属夹杂物控制技术等方面的研究。     

基于轮轨接触关系的高速道岔转辙器钢轨廓形打磨方案北大核心

为提升车辆通过高速道岔时的运行平稳性,基于迹线法建立车轮与道岔钢轨接触几何计算模型,分析车辆通过道岔转辙器时的轮轨接触点对分布特性,发现轮轨接触位置不集中和突变是降低车辆运行平稳性的主要因素。以降低接触突变幅度为原则提出转辙器钢轨廓形打磨方案,并基于轮轨接触几何模型和车辆-道岔多刚体动力学模型,对道岔钢轨打磨的效果进行研究。结果表明:钢轨廓形打磨能有效降低道岔区轮轨接触不平顺和等效锥度,利于提升车辆的运行平稳性;打磨后轮轨横向力、车体横向加速度、脱轨系数的最大值分别降低了39.5%、7.4%、41.7%,该廓形打磨方案对提升道岔服役性能效果明显。     

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。     

高速铁路轨道动态质量管理方法

从线路几何尺寸异常突变和乘坐舒适度的要求更高等方面出发,分析高速铁路轨道动态质量管理面临的新问题;从检测数据对比、添乘检查确认和实时监控方面论述线路变化监控分析。针对高速铁路行车舒适度管理,提出建立高速铁路轮轨一体化轨道动态管理机制、加强轮轨关系不良分析和岔区轮轨不良分析措施;针对线路病害,提出加强线路几何尺寸不良与道床病害整治、道岔及线路钢轨修理措施,以期为我国高速铁路线路动态质量管理提供借鉴。