钢轨磨耗对道岔区车辆动态脱轨行为影响分析

小号码道岔区钢轨磨耗严重,易诱发车辆爬轨掉道,严重影响车辆的正常运行和轨道养护维修。基于多体系统动力学理论,建立货运列车-6号对称道岔动态脱轨仿真计算模型,通过在车体重心施加横向力和抗侧滚力矩以实现车辆爬轨脱轨,模型考虑了轴箱及斜楔等部位的非线性特性。为研究道岔钢轨磨耗对车辆动态脱轨机理的影响,对道岔钢轨廓形进行跟踪测试,将实测廓形输入到动力学软件中,对比研究标准廓形和不同磨耗程度廓形对列车动态脱轨行为的影响,揭示动态脱轨临界状态下列车在岔区的脱轨轨迹、运动姿态、脱轨系数和车轮抬升量等关键指标的变化规律。研究结果表明：随着磨耗程度的加剧,车辆导向轮掉道位置距尖轨尖端越近;仿真结果的车轮爬轨位置、掉道位置和脱轨轨迹与现场调研结果较为一致;车辆更容易在磨耗道岔钢轨上发生爬轨脱轨,作用在车体上的横向力降低了20%。     

钢桁梁梁端横向伸缩对轨道几何形位的影响

为研究钢桁梁梁端横向伸缩对有砟轨道几何形位的影响规律,运用有限单元法,建立线-桥横向分析的计算模型,对在日温差作用下钢桁梁梁端相对路基伸缩时有砟轨道几何形位的变化及其影响因素进行分析。结果表明,钢桁梁相对路基发生横向伸缩后会使有砟轨道线路产生较大的横向位移和方向变化率,但对轨距影响不明显;梁端伸缩时,道床、扣件横向阻力对轨道横向位移的影响很小,且其增大到正常值之后,轨道方向变化率受其影响也很小;钢桁梁横向固定支座和线路中线间的距离是影响轨道几何形位变化的主要因素,当其控制在6.7 m以内时,轨道的最大横向位移小于2 mm,方向不平顺变化率小于1‰。     

能量吸收法在高速铁路舒适性评价中的应用

在综合各国高速铁路舒适性评价标准中的先进经验的基础上,作者在振动及加速度等有关的动力学范畴内进行舒适度讨论。通过对影响舒适度的四个因素,振动频率、振动强度、振动方向和振动暴露时间的分析,并结合车辆平稳性测量,应用能量吸收评价法,建立起耗散于人体中的振动能量与人的主观感觉之间的关系,为高速铁路乘坐舒适性评价研究开辟了新的思路。     

纳米二氧化硅对板式无砟轨道混凝土的泛碱抑制与力学性能研究

以成绵乐高铁无砟轨道混凝土出现泛碱病害为工程背景,针对C60混凝土泛碱及相关力学问题,采用“半浸泡法”模拟泛碱多潮环境,证实了纳米二氧化硅百分含量低于3%时,对泛碱有明显抑制作用,单方面对于抑制其泛碱而言,纳米二氧化硅的最佳掺量值大于4%,但此后其泛碱抑制能力增益的速率随其掺量增加而减小。通过本文设计的“病害放大法”,对Y1组添加过量氢氧化钙(外加5%),致使其严重泛碱时,其抗压强度相对基准对照组下降了3.9%,验证了严重泛碱对C60混凝土的抗压强度具有负面影响。利用纳米二氧化硅、粉煤灰、减水剂三者的耦合效应,减小了纳米二氧化硅的团聚效应对混凝土后期强度的影响,纳米二氧化硅掺量值为3%以内时,对C60混凝土的抗压强度和抗折强度有积极贡献意义;纳米二氧化硅掺量值大于3%时,力学强度已低于标准值。综合考虑泛碱抑制和力学性能的提高,C60混凝土的纳米二氧化硅最佳掺量范围宜在3%以内。     

道床纵向阻力变化对无缝道岔受力与变形的影响

为了进一步研究无缝道岔受力和变形的特点,通过建立模型,利用现场实测数据,计算了道岔直侧股、道床捣固前后、岔区与区间线路的道床纵向阻力.计算得到12号道岔钢轨升温50℃时各部分的受力和变形结果.分析表明:直侧股道床纵向阻力相差越大,直曲基本轨处限位器作用力大小相差越大;道床捣固不密实引起的道床纵向阻力减小,会显著增大道岔各部分受力和变形;岔区道床纵向阻力的变化,相比区间线路道床纵向阻力的变化,对无缝道岔受力及变形影响要大.     

护轨对桥上无缝线路稳定性的影响

运用ANSYS软件,建立铺设护轨的桥上无缝线路有限元模型,研究护轨中集聚不同温度力对桥上无缝线路稳定性的影响。结果表明:对于采用50kg·m-1钢轨铺设护轨半径大于1 200m和采用60kg·m-1钢轨铺设护轨半径大于800m的曲线线路,当护轨中集聚小于20℃的温度力时,铺设护轨可提高桥上无缝线路的稳定性,而对于采用50kg·m-1钢轨铺设护轨半径小于1 200m和采用60kg·m-1钢轨铺设护轨半径小于800m的曲线线路,当护轨中集聚大于20℃的温度力时,铺设护轨则会不同程度地降低桥上曲线无缝线路的稳定性,且半径越小,线路稳定性的降低越明显;对于桥上直线无缝线路,采用50或60kg·m-1钢轨铺设护轨后,当护轨中集聚小于30℃的温度力时,桥上无缝线路稳定性均可得到提高,且护轨温度力越小其稳定性提高程度越高。通过减小护轨中的温度力,可减少伸缩调节器的使用,提高桥上无缝线路铺设的温度跨度。     

基于SARIMA时间序列模型的高速铁路桥梁段轨道高低不平顺劣化预测

高速铁路在长期运营下需要高平顺性以保证列车安全、平稳运行,然而简支梁桥作为高铁线路设计中一种重要结构,其服役过程中受环境影响出现不同程度的挠曲变形,从而降低轨道平顺性,影响列车运营安全。本文通过结合轨道动检车数据及线路信息,将某线路简支梁桥区段的轨道高低不平顺作为分析对象,从时域和频域的角度分析并提取桥梁段轨道高低不平顺劣化指标。采用SARIMA模型对连续40个月的劣化指标时间序列分析,实现高速铁路桥梁段轨道高低不平顺的劣化预测。研究结果表明,轨道高低不平顺劣化指标时间序列具有近似线性的趋势项以及和气温强相关的季节项。SARIMA模型预测结果较为理想,该预测方法可以为高速铁路桥梁的轨道养护维修工作提供一定的指导意义。     

道岔动力参数设计法及其在转辙器设计中的应用

为了直观、快速地设计道岔区轮轨关系,在道岔区轮轨静态接触理论的基础上,通过独立车轮垂直振动和单轮对蛇形运动的分析,建立了道岔动力参数设计法.用该方法对18号高速道岔转辙器部分轨距加宽设计进行了分析,得到了最大轨距加宽量为15 mm,最大加宽位置在尖轨顶宽30 mm处,轨距加宽范围为21.743 m的较优方案.列车道岔系统动力学验证和运营实践证明了该方法的正确性.     

车辆与桥上道岔的耦合动力学分析

为深入研究快速及高速行车条件下车辆一道岔．桥梁的动态相互作用,将车辆、道岔区轨道和桥梁作为一个整体,建立了车辆一道岔-桥梁耦合系统动力分析模型,用数值模拟的方法探讨了高速行车条件下道岔区轨道与桥梁结构的动力特性及行车安全性和舒适性．采用竖、横向挠跨比作为衡量桥梁刚度的指标,以高速铁路中最常用的6种标准跨度连续梁桥为对象进行计算和分析,通过获得各种工况下的车体振动加速度、减载率、脱轨系数、桥梁振幅和振动加速度等动力响应,确定车辆一道岔．桥梁动力耦合条件下24,32,40和48m跨度连续梁桥的合理刚度分别为1／20000,1／9000,1／5000和1／3000．研究结果表明,除静力分析应满足有关规定外,还应根据具体的道岔结构、运营条件和桥梁结构进行耦合动力分析,以保证高速行车条件下列车通过桥上道岔时的安全性和舒适性．     

高速车辆与道岔空间耦合振动特性

为给高速道岔结构设计提供理论依据,运用高速列车-道岔空间耦合振动理论,以道岔结构不平顺为激励,分析了高速列车通过道岔时的轮轨作用力、车辆和道岔的振动特性．结果表明：辙叉处轮轨冲击比转辙器处剧烈,轮轨力和车辆系统的加速度存在4个峰值;尖轨和心轨的振动加速度比基本轨大,而衰减比基本轨慢;间隔铁传递的垂向力大于枕上压力．