U71Mn钢轨踏面剥离掉块缺陷分析

U71Mn钢轨在铁路曲线线路外轨使用一段时间后,在钢轨踏面上出现不同程度的剥离掉块缺陷。对产生缺陷的钢轨进行性能检验的结果表明:钢轨的化学成分和氢氧含量、拉伸性能、脱碳层、金相组织、非金属夹杂物和踏面硬度等均满足TB/T 2344-2012标准的要求,因此剥离掉块缺陷的产生与钢轨自身质量没有直接关系。对缺陷特征进行分析的结果表明:出现在曲线线路外轨踏面工作边轨距角圆弧区域的剥离掉块是一种典型的滚动接触疲劳伤损,这主要是由于轮轨长期在此区域接触导致该区域接触应力过大所致。通过改善轮轨匹配关系使轮轨形成共形接触,合理进行预防性和校正性打磨,并严格执行钢轨分级使用规定,可以有效预防和减轻钢轨剥离掉块缺陷的产生。     

XP55-28经济型镟修踏面外形设计及动力学性能验证

对于CRH5型动车组所采用的XP55型车轮踏面外形,在经过120万km以上的运营后检修时,如按原型踏面外形镟修,不仅镟修量较大,且减少车轮使用寿命。本文通过对上千个在不同线路运行120万km后的车轮进行外形测量,对其轮缘斜面磨耗、轮缘厚度、轮缘高度、等效锥度等数据进行统计分析,设计了XP55-28经济型镟修踏面;利用多体动力学软件SIMPACK建立CRH5型动车组模型,分别从轮轨接触几何关系、车辆系统蛇行运动稳定性、车辆直线轨道运行平稳性、车辆曲线通过安全性等方面对采用XP55-28经济型镟修踏面的车辆与采用XP55型踏面的车辆进行对比。结果表明:二者轮轨接触几何关系相同,各项动力学性能指标均满足运营要求。     

计及空气阻尼影响的接触线波动速度修正研究

接触线的波动速度是高速铁路弓网动态特性的关键参数,直接决定着动车组的最高运行速度。在计算接触线的波动速度时,一般未考虑空气阻尼对接触线波动速度的影响。本文通过对张力梁的波动方程中波动速度详细求解公式的推导,建立空气阻尼下接触线的受力模型,详细推导计及空气阻尼的接触线波动速度公式,找出影响接触线波动速度的关键参数,分析接触线波动速度与张力-空气阻尼系数的关系曲线,为高速铁路接触线的设计与施工提供借鉴。     

基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究

在多体动力学分析软件包SIMPACK中建立重载货车动力学模型,基于轮轨蠕滑机理在MATLAB软件中编制车轮踏面磨耗仿真程序WWS.根据车轮磨耗仿真结果和现场实测结果对Zobory磨耗模型进行修正.研究车辆非理想状态对车轮磨耗的影响,分析轮轨型面和转向架结构对车辆非理想状态的适应性.通过钢轨表面滚动接触疲劳损伤特征的研究,对车轮滚动接触疲劳和磨耗耦合关系进行数值模拟.主要研究内容和结论如下.     

高速铁路弓网受流质量优化措施

高速电气化铁路接触网是架设在铁路沿线上空的特殊电力线路,由接触悬挂、支持装置、定位装置、支柱和基础组成,承担着为电力机车(动车组列车)供电的任务,是高速电气化铁路牵引供电系统的主体和关键组成部分.它与受电弓直接相连,当列车高速运行时,接触线和受电弓之间应该是一种动态稳定的关系,受流质量既取决于受电弓的参数,同时也取决于接触网的参数,两者只有合理匹配才能实现高质量的取流,确保列车高速、安全、稳定运行.为此,必须采用更加合理先进的技术手段提高接触网运行品质和安全可靠性能.     

高速列车过分相段下真空断路器的电寿命研究

针对高速列车真空断路器(VCB)在列车运行中处于频繁开断的状态,开断过程中电弧反复烧蚀触头产生尖端、毛刺、金属蒸汽,扩散的金属蒸汽又使灭弧室真空度降低,首次提出了通过测量VCB在分断不同次数正常电流下接触电阻表征其电寿命的试验方法,并得到了不同分断次数下耐受冲击电压和工频工作电压的特性.研究表明:VCB初期接触电阻随分断次数增加而增加,之后接触电阻基本保持不变;在VCB使用初期瞬态恢复电压不能导致电弧重燃,长期工作后可能导致电弧多次重燃,但即使长期工作后工频工作电压仍不能击穿灭弧室.     

基于车轮磨耗寿命预测的轨道参数研究

为研究轨道参数对车轮磨耗寿命的影响,以C80型货车为例在SIMPACK软件中建立车辆-轨道动力学模型,利用傅里叶逆变换将轨道不平顺的功率谱密度从频域转换为时域;基于半赫兹接触理论、FASTSIM算法和Zobory磨耗模型在MATLAB中编制车轮磨耗仿真程序,分析轨道曲线半径、轨距、钢轨轨底坡、钢轨型面、轨道不平顺和轮轨摩擦因数对车轮磨耗的影响。计算结果表明:曲线半径从400 m增加到2 000 m后,段修磨耗寿命增加5.1倍;轮缘磨耗减小13.4倍;当轨距从1 430 mm增加到1 435 mm和1 440 mm时,磨耗寿命分别增加了12.6%和27.5%;轨底坡从1/20减小为1/30,1/40和1/50时,段修磨耗寿命分别增加3.7%,7.4%和6.9%;采用CN75钢轨和UIC60时的磨耗寿命较CN60钢轨分别增加20.1%和13.9%;五级谱、六级谱和三大干线谱时磨耗寿命较四级谱时分别增加21.4%,35.9%和26.0%;轮轨摩擦系数为0.25、0.4和0.55时,磨耗寿命较摩擦因数为0.1分别减少24.2%,24.8%和22.3%。     

栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性影响研究

设计6片钢—混凝土结合梁,从理论分析、试验和数值模拟3个方面,研究栓钉连接件抗剪刚度对钢—混凝土结合梁自振特性的影响.结果表明:在常见的栓钉布置情况下,钢梁与混凝土板的界面存在滑移,二者变形不同步,振型存在明显相位差;随着栓钉连接件抗剪刚度的降低,结合梁整体刚度明显下降,与不考虑界面滑移的结合梁相比,完全连接和部分连接(连接度为60％)结合梁的刚度分别降低39％和48％,相应的1阶竖向自振频率分别降低22％和29％;栓钉连接件的抗剪刚度越小,结合梁的刚度折减越大,但各阶自振频率对应刚度的折减程度不同;少量的栓钉损伤对梁的竖向自振频率影响不明显.由于结构的基频对其冲击系数影响很大,因此在结合梁的动力性能分析及冲击系数计算中,应考虑栓钉连接件刚度的影响.     

焊接过程质量智能系统在车身质量管理中的应用

汽车车身的焊接质量是整车质量控制中的重要一环,不断提高和优化焊接质量是车身质量管理中不可或缺的工作.通过建立车身PQI (Process Quality Intelligence,焊接过程质量智能)系统,对车身电阻点焊焊接过程中的焊接飞溅、电极帽磨损、参数更改、故障信息等进行动态监控,通过PQI系统进行质量预警,不断提高和优化焊接质量.     

基于数值计算的制动电阻元件表面传热系数研究

在传统制动电阻设计中,获得电阻元件表面传热系数主要依靠设计经验或者定型产品的温升试验数据,并没有定量的计算方法。为了准确计算制动电阻运行过程中的瞬态温度变化情况,验证制动电阻设计方案的可行性,利用数值计算方法对制动电阻元件表面传热系数进行了研究,以稳态条件下求出的表面传热系数为基础,建立了电阻元件的瞬态温升计算模型,并综合分析了导热和辐射换热对电阻元件温度的影响。通过与制动电阻产品温升试验数据的对比,验证了该瞬态温升计算模型的准确性,为制动电阻工作温度的模拟提供了简便高效的方法。