铁路基础设施全寿命检测技术与发展

铁路基础设施检测是铁路安全运行的保障和科学指导线路养护维修的重要依据,对我国铁路发展和长期安全运营具有重要意义。本文系统地介绍了铁路基础设施全寿命周期内联调联试阶段和运营阶段检测技术的创新与发展,以及对海量检测监测数据的分析运用。提出了基础设施检测监测技术发展方向,如检测装备统型融合和智能化发展、检测数据管理和分析共享平台建设、基础设施多源数据智能分析应用等,对完善我国铁路基础设施检测体系起到重要指引作用。     

铁路路基动态变形模量的数值模拟分析

介绍铁路路基动态变形模量理论计算公式的推导及动态变形模量的测试原理,采用有限元软件模拟动态变形模量的测试过程,分析承载板与土体接触压力、路基动态变形模量的影响因素,并计算动态变形模量的有效测试深度.结果表明:在承载板中心一定范围内,接触压力模拟结果较理论计算值大;土体的动弹性模量对接触压力影响很小,可以忽略;路基动态变形模量测试冲击荷载作用下,土体只发生弹性变形;动态变形模量与土体动弹性模量呈线性关系,路基动态变形模量的模拟结果大于理论计算值;土体的泊松比对动态变形模量影响较小;动态变形模量有效测试深度建议取0.5~0.6 m.     

普速铁路钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生研究和检验

以普速铁路京九线不同曲线半径为研究对象,建立车辆-轨道动力学模型、磨耗和裂纹萌生预测模型;计算60N廓形在不同曲线半径条件下的轮轨接触状态,预测了不同曲线条件下磨耗发展率、裂纹萌生位置与寿命,并与京九线现场观测结果进行对比验证。研究结果表明:随着疲劳损伤的累积,不同曲线半径下钢轨的阶段磨耗发展率呈下降的趋势,其中曲线半径小(600 m)的磨耗发展率降低最快,随着曲线半径的增大,平均磨耗发展率降低趋势减缓;不同曲线半径下钢轨裂纹萌生位置均在钢轨表面以下1～3 mm处,横向位置在距离轨顶中心15～20 mm范围内,曲线半径600 m外轨裂纹萌生寿命大约为2.64×10⁵次,内轨裂纹萌生寿命约为4.86×10⁵次,与现场观测较为符合。     

滑差对贝氏体钢轨材料磨损行为的影响

通过对磨试验研究接触应力相同时贝氏体钢轨的磨损率、表面粗糙度、硬度,并结合扫描电镜观测到的磨损表面和剖面的形貌特征,分析不同滑差条件下贝氏体钢轨的磨损行为特征和变化规律.结果表明:接触应力为500 MPa条件下,贝氏体钢轨磨损率随滑差的增大而显著增大,滑差由2%增大到10%时磨损率增大了8倍;小滑差条件下的贝氏体钢轨表面较光滑,有少量疲劳裂纹,以滚动接触疲劳磨损为主;大滑差条件下表面粗糙,有疲劳裂纹、剥落坑和表面划擦痕迹,更接近滑动磨损;增大滑差可导致磨损表面加工硬化率偏大;增大滑差对贝氏体钢轨表面的滚动接触疲劳裂纹在深度方向的扩展几乎无影响,且对塑性变形层厚度影响不明显;大滑差可引发亚表面次表层裂纹.     

温州雁荡山地区铁路隧道施工地质问题探讨

塌方、掉块、围岩整体失稳等是隧道施工中要解决的主要难点问题。浙江雁荡山地区的铁路客运专线和货运专线两个项目分布有28 km双线隧道、6.4 km单线隧道。各隧道所穿越的山体地形、岩石地层等存在一定差异,围岩稳定性、施工工况具有丰富性和多样性。雁荡山地区工程地质条件较好,但在隧道进出口、浅埋地段,特别是风化层深厚地段,隧道施工易发生拱顶塌方冒顶;加之围岩压力过大、隧底软化,地基承载力不足,易导致围岩整体变形下沉。本文结合雁荡山地区火山运动及成岩背景,分析了该地区岩体结构、隧道工程地质条件,并结合隧道施工中出现的问题提出改进隧道设计、施工、现场管理的建议,可为本地区以后隧道工程的勘察、设计及施工提供参考。     

关于分段绝缘器运行问题的探讨

对分段绝缘器在运行过程中出现的问题和故障进行了详细的调查,从多方面分析了滑道烧损、绝缘失效、弓网剐碰产生的原因;对受电弓和分段绝缘器的结构、材料以及导流转换方式等进行了研究,并对分段绝缘器的工作条件、安装位置、检修要点、弓网匹配等方面提出了看法和改进建议。     

基于同一转向架历史对比与同一列车横向对比的转向架状态监测

转向架状态监测一直是客车行车安全监测系统中的重点监测对象,对保障旅客列车行车安全具有重要意义。同时转向架状态也是监测工作中的难点,转向架的内部结构与列车运行环境的多样性造成了其动力学性能特征复杂,难以用同一标准的参数限定值来判断其性能优差。利用绝对评判与相对评判方法结合,对转向架性能采用整列车横向对比和单车历史对比的方式,直观有效的分析了转向架运行的振动情况和性能的变化趋势。     

基于接触非线性的自翻车FEA实现

基于FEA(Finite Element Analysis)接触非线性,利用ANSYS软件实现了改进的新型自翻车车体非线性静强度分析,突破了国内外因自翻车模型庞大,结构复杂,接触边界条件繁多而带来的有限元非线性分析的困难.分析过程中充分考虑了自翻车体倾翻机构、八字面挡铁、活动卸货门等关键构件间特有的接触情况,更切实际地模拟了倾翻机构的工作状态,减小了仿真分析的误差.细述了自动倾翻车体结构建模过程中接触部件间的细节处理.通过接触非线性分析计算,得到了关键位置的应力分布情况,车体结构静强度与刚度均满足设计要求.     

一种轮轨两点接触数值计算方法

根据轮轨几何约束方程的典型解得到轮轨两点接触的判断条件,运用该条件并结合迹线法给出了一种轮轨两点接触数值计算方法。     

空气动力对弓网接触压力影响的研究

通过对高速运行的受电弓系统进行动态力学分析,建立了动力学模型,应用计算机软件对不同运行速度下的空气抬升力进行了仿真及对比分析,探讨了提高受电弓空气动力性能可采取的措施。