地铁钢轨波磨的基本特征、形成机理和治理措施综述

对世界各国地铁钢轨波磨的基本特征进行了系统梳理,总结了其普遍性与时间集中性,及其与曲线、轨道结构、车辆及其他因素相关性等典型特征,并对其分类方法、形成机理和治理措施进行了综合评述。研究结果表明：钢轨波磨普遍存在于地铁与有轨电车线路中,在新线开通初期与线路改造初期最为严重;一般而言,相对于直线和大半径曲线,小半径曲线的钢轨波磨最为普遍,低轨侧波磨波长短,幅值大,但也有例外,部分大半径曲线及直线上也有分布;波磨的波长特征和发展速度与轨道结构密切相关,轨道结构及部件不匹配时,易出现快速发展的波磨;车轮踏面廓形、轮对定位、悬挂刚度与簧下质量等车辆结构参数会对波磨萌生、发展与表现特征产生影响;波磨的产生还可能与钢轨材质、牵引和制动、运行环境、湿度及摩擦因数有关。地铁钢轨波磨的形成机理主要基于轮轨系统共振、轮轨黏滑(摩擦自激)振动、钢轨振动波反射等理论,对波磨形成过程的纵向动力学影响与系统非线性因素考虑不完善,关于黏滑自激振动与轮轨负摩擦特性对波磨影响的认识还不统一,难以解释直线以及曲线高低轨波磨特征的差异等,对波磨的形成和发展缺乏理论上的主动预测和试验验证;各国主要以钢轨打磨来控制波磨发展,通过调节轨道结构、运行环境,采用钢轨吸振器和轮轨摩擦调节装置,以及优化车辆设计等主动措施来控制波磨的研究仍需进一步开展;未来应针对车辆-轨道系统的动态特性以及实际运行工况下的轮轨微观接触行为和黏滑自激振动特性,开展车辆-轨道系统的轮轨动态磨耗演化仿真,掌握地铁钢轨波磨形成机理和关键因素影响规律,提出控制地铁钢轨波磨的主动措施和轮轨匹配优化设计原则。     

综合交通系统“多网合一”交通分析模型与算法

为解决综合交通体系中不同交通方式各自为政、条块分割的问题,研究了综合交通体系融合发展中缺乏一体化交通分析技术的瓶颈,提出了以交通枢纽为关键,覆盖铁路、公路、水运、航空、管道以及城市道路的“多网合一”的物理网络与虚拟网络拓扑结构模型; 构建了服务各交通运输方式、结果量化可比的交通阻抗函数模型与优势运输距离模型; 研发了异质交通网络环境下的一体化交通分配模型与算法,提出了综合交通系统客运组合出行与货运多式联运的交通量分析方法,形成了服务于综合交通系统一体化融合发展的交通分析模型与技术体系; 通过完全自主的“交运之星——TranStar”综合交通版交通仿真分析软件,搭建了综合交通系统虚拟仿真平台,实现了对大规模综合交通网络规划建设与运行管理的快速响应,并验证了分析模型与算法的可行性。研究结果表明：相比传统分析方法,提出的交通分析模型与算法可满足“多网合一”条件下综合交通系统的各类分析需求; 利用提出的交通分析模型与算法对综合交通网络的交通流量进行分析,相对误差不超过3%,平均误差不超过2%,分析结果精度高,满足工程实践要求。     

铁路钢轨裂纹萌生的键型近场动力学预测模型

为克服经典连续介质力学在解决不连续问题时的困难,采用近场动力学方法预测铁路钢轨的裂纹萌生,以避免数学构架在不连续处的失效问题;建立了考虑轨枕支承作用的钢轨形变分析模型,分析了模型参数合理取值及收敛性,计算了车轮滚动接触荷载下的钢轨位移;根据近场动力学损伤理论,以键伸长率为指标,分别研究了车轮全滑动、粘着-滑动及无摩擦状态对铁路钢轨裂纹萌生的影响规律。计算结果表明：近场动力学模型和经典连续介质力学模型的钢轨形变计算结果十分吻合,最大计算误差均在8%以内,验证了所建近场动力学模型的正确性;当裂纹萌生于钢轨轨头时,其启裂位置不在钢轨表面,而在钢轨表面以下约2 mm的位置,与现场观察结果一致,验证了近场动力学方法在模拟铁路钢轨疲劳裂纹萌生时的适用性;当车轮荷载位于钢轨跨中时,在车轮状态由全滑动向无摩擦转变的过程中,钢轨疲劳裂纹的萌生起点位置由轨头转移到轨底、由接触斑前端转移到接触斑中心,裂纹类型由局部滚动接触疲劳裂纹转变为整体结构疲劳裂纹,键最大伸长率由1.1×10^-3降低到8.1×10^-4,因此,增大切向接触应力会降低钢轨裂纹萌生寿命;当车轮荷载位于轨枕上方时,随车轮滚动状态的改变,钢轨裂纹的萌生位置始终位于轨头。     

考虑乘客二次候车的城市轨道交通大小交路开行方案研究

开行大小交路列车可有效应对城市轨道交通线路客流不均衡问题,为更加真实地反应客流特征,考虑乘客出现二次候车情况,以乘客候车时间最短、列车运行总千米数最少为目标,列车发车频率、线路通过能力、列车最大编组为约束,建立多目标模型,并设计遗传算法进行求解.以西安市地铁6号线为实际案例进行验证,案例结果表明:当地铁6号线小交路选择锦业二路站-田家湾站时,采用6辆编组方案为最优.通过案例验证模型的有效性,为大小交路列车运行组织方案的设计和优化调整提供参考.     

车辆撞击下UHPC连接预制拼装桥墩动力响应及耐撞性能优化

以UHPC连接预制拼装高架桥墩为研究对象,基于LS DYNA软件对车辆撞击桥墩进行非线性有限元分析.通过UHPC试块轴压试验与落锤试验得到CSCM本构模型;并分析了不同撞击速度下预制拼装桥墩与整体现浇桥墩撞击力、变形发展规律及内力响应的异同;最后通过改变接缝钢筋直径,接缝处摩擦系数及下接缝处UHPC高度等关键参数进一步对预制拼装桥墩耐撞性能进行优化.结果 表明:撞击后预制拼装桥墩的振动周期明显比整体现浇桥墩要短;拼装柱裂缝发展由墩底杯口上端向撞击背面延伸,整体柱则是从墩底延伸;两个桥墩的墩底易出现剪切破坏,被撞击处易发生弯曲破坏,其中拼装柱墩顶可能还会发生弯曲破坏,整浇柱墩顶易出现剪切破坏,拼装柱和整体柱抗撞性能差异不大;此外提高UHPC高度,相较于接缝钢筋直径和接缝处摩擦系数,对拼装柱耐撞性能提升最为明显,桥墩损伤破坏和动力响应也明显下降,可有效提升该桥墩的耐撞性能.     

轨道客车转向架V型弹簧力学性能试验设计及应用

针对轨道客车转向架V型弹簧力学性能试验及工装轻量化,简要分析锥型弹簧和V型弹簧2种车辆一系悬挂结构,提出一种工装轻量化设计方法,设计一种轻量化试验工装进行静态和模态分析,并对V型弹簧进行了刚度、蠕变和疲劳试验,结果表明:轻量化工装减重182 kg,强度和刚度满足试验要求、达到提高效率、降低劳动强度和风险的目的,同时解决...     

动车组WTDS轴温数据的深度挖掘及应用

为进一步对系统动车组车载信息无线传输系统(WTDS)中已有的数据进行深度剖析,总结规律、开发应用,针对WTDS的轴温数据,设定更全面的阈值线,采用标准曲线比样法以及多元非线性回归等数学算法,建立了轴温数据分析预测模型.基于CRH5A型动车组的实际轴温数据,采用上述预测模型预测其未来轴温并进行故障判别,结果表明:该分析预...     

Fe掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究

为了探究煅烧温度和Fe离子掺杂浓度对TiO2纳米粉体晶体结构和光催化性能的影响,以TiCl4、NH4 OH、Fe(NO3)3·9H2 O为原料,采用共沉淀法成功制备了Fe掺杂TiO2纳米粒子,并通过XRD、UV-Vis等测试手段对样品进行了表征.结果表明:(1)TiO2纳米粉体的晶粒尺寸随煅烧温度升高而增大;(2)粉体...     

CeO2改性阴极扩散层对质子交换膜燃料电池性能的影响

采用水热法制备纳米CeO2空心球,以一定比例与碳粉、PTFE混合,经超声震荡后均匀喷涂在经疏水处理过的碳纸表面上形成微孔层.将改性扩散层与传统扩散层进行比较,通过扫描电子显微镜、能谱测试分析、接触角、接触电阻表征,扩散层的物理性能几乎不会改变.再将扩散层组装成单电池进行一系列的电池性能测试,结果表明:掺杂CeO2的阴极扩散层组装而成的单电池无论是电池性能、交流阻抗谱还是动态响应测试均优于传统扩散层组装的单电池.即证明了掺杂CeO2制备的改性阴极扩散层由于其储放氧功能,可以加速氧气传质,增加催化剂表面氧分压,进而提升PEMFC的单电池的动态响应性能.     

切削参数对7075铝合金铣削性能影响仿真分析

通过热弹塑性变形有限元法,建立了7075铝合金铣削加工热力耦合三维有限元仿真模型,分析了各切削分力和切削温度随时间变化曲线,研究了不同切削参数对各切削分力和切削温度的影响规律.结果表明,在给定切削参数范围内,切削深度对各方向切削力均产生较大影响,其中,随着切削深度从0.1 mm增大到2.6 mm,吃刀抗力增加84.5 ...