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.     

全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究

为提高接触网整体吊弦的安装精度,以全补偿简单直链型悬挂接触网为例,结合施工现场实际情况,分析如何减小整体吊弦在测量、计算、预制、安装过程中各个环节的误差,从而提高最终的整体安装精度,确保整体吊弦能精确的、一次性安装到位。整体吊弦的精确安装,提高了接触网的安装质量和运行性能,对改善"弓网"关系起到了重要的作用。     

城轨交通中三轨系统有限元模型及其动力特性

建立了由钢铝复合轨、绝缘支架、支撑卡爪和支架底座组成的三轨系统的有限元模型,计算了其动力特性,分析了下部桥梁结构振动的影响,为轨道的磨耗磨损研究及集电靴与接触轨的动态受流仿真的进一步研究建立基础。研究得出,三轨系统前十阶的自振频率范围与桥梁结构的自振频率相差较大,两者不会发生共振。     

既有线上新建跨线站房接触网过渡施工技术

布吉客运站是在既有广深线布吉站基础上通过新建跨线高架站房,改造为具备接发能力的客运站.由于广深铁路在布吉站为四线并行,线路线间距小,新建高架站房位于既有接触网上方,因此需对既有硬横跨悬挂接触网进行过渡改造.提出了先设立线间H钢柱,再拆除既有硬横跨,最后恢复与雨棚柱合架的过渡方案.对接触网过渡施工步骤和关键技术及相关的协调配合进行了介绍和总结,对既有车站接触网过渡改造有一定的指导意义.     

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.     

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.     

双层车辆段施工组织管理研究

深圳地铁龙岗线横岗车辆段是国内首创双层结构,采用接触轨和滑触线供电模式的车辆段。段内运营生产组织有别于其他车辆段,设备设施的施工组织也需面对新的情况。对横岗车辆段的运营施工组织管理进行研究和优化,提升车辆段运作安全和效能,保障运营服务质量。     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

城市轨道交通接触轨故障的应急处置

根据城市轨道交通接触轨的运行特点,基于列车有效取流长度,分析了可能存在的接触轨故障情况,详细描述了应急组织及实施方案,并研究了抢修过程中的难题,初步构建了接触轨故障情况下的应急处置框架,为今后运营出现该类故障的应急处置提供技术支持。     

城市轨道交通牵引供电接触轨系统温度应力有限元分析

温度变化时接触轨内部会产生巨大的温度应力,严重时甚至会危及城市轨道交通牵引供电安全。结合目前应用较广泛的钢铝复合接触轨,基于有限单元法,采用三维软件SOLIDWORKS建模,并在有限元软件Ansys Workbench中对接触轨模型的温度应力进行了模拟分析。该模型考虑了卡爪、尼龙垫块及支座等构件的束缚影响,采用边界条件控制环境的温度变化,得到了接触轨内部温度应力场云图,并分析了此温度应力对绝缘支座的影响。研究结果可为接触轨系统中各构件的设计、优化、安装及检修提供参考。