曲线区钢轨双打磨廓形设计方法

为探究货运线路中曲线区段磨耗钢轨的打磨方法对钢轨的服役寿命及列车运行安全的直接影响,针对曲线区段钢轨打磨廓形设计方法开展研究。设计多段圆弧和半径等多参变量的平滑设计方法,构建钢轨廓形描述模型,结合车辆-轨道耦合动力学及轮轨接触分析,设计不同权重系数,建立缓和曲线及恒定半径曲线段的磨耗钢轨打磨廓形的多目标函数,采用优化算法求解并进行对比分析。研究结果表明：与传统单一打磨廓形相比,设计廓形对缓和曲线段和恒定半径曲线段,钢轨材料去除量分别降低了39.02%和20.47%;动力学性能显著提升。在缓和曲线段和恒定半径曲线段的交接处,轮对横移量最高降低了89.45%,过渡更加平缓。轮轨接触几何分布均匀,改善了车辆入弯前后的运行性能和曲线通过性能。轮轨接触斑面积增加,且随轮对横移量变化平缓,最大Mises应力和最大法向接触应力相对于优化前均有明显改善。采用双打磨廓形设计能够有效延长曲线区段钢轨使用寿命。     

客运专线桥梁设计研究

参考国外高速铁路桥梁设计,结合秦沈客运专线设计,针对客货共线、客运专线的桥梁形式的设计研究,提出建议的桥式方案和桥梁结构形式。     

关于船用齿轮机构输入功率的补偿

船舶航行时船体中拱及中垂弯曲变形使沿船体纵向布置的齿轮机构的轴承支座中心距产生缩减.这种中心距缩减会导致互相啮合的两齿轮间产生附加的径向压力,从而使齿轮机构处于双面啮合工作状态.本文分析及计算了齿轮机构在该双面啮合工作状态时齿间摩擦及轴承摩擦所消耗的功率,并提出能满足船用齿轮机构正常运行要求的输入功率补偿公式.     

型钢加工机器人运行轨迹偏差补偿

提出一个离线编程控制的机器人运行轨迹补偿方法,以解决通用机器人无法适应变形型钢的切割加工难题.一个激光传感器安装在机器人臂端,在机器人执行划线、切割加工前,通过激光位移传感器对工件的形状和位置进行检测,测量数据经数据处理转化为型钢采样点三维坐标,构建型钢实际形状的简化三维模型,并按补偿规则计算加工图形要素补偿量,在线修正机器人运行轨迹坐标.     

铁路桥梁地质图形的反演算法研究

分析地质钻孔图和地质纵断面图特征,从地质钻孔图着手,批量提取各钻孔编号、里程和土层分界点高程存人钻孔存储表中,通过表中里程和高程数据在地质纵断面图中找到钻孔土层分界点位置,与钻孔连线进行匹配,确定钻孔连线的上下土层信息存入表中,根据地质数据表设计反演算法,可得到任意里程位置处土层信息.将该方法应用于铁路桥梁设计任务量高峰期,可缩短桥梁基础设计时地质资料处理时间,在工期短、人员少的情况下,保质保量地按时完成任务.结果表明:该算法反演速度快、结果准确,可实现桥梁专业与地质专业的无缝衔接.     

铁路客车联络线纵断面技术标准的研究

目前我国的铁路线从运输性质上基本可分为客运专线、客货共线和货运专线铁路。适应于客运专线的技术标准是以运行动车组来确定其基本设计参数的,适应于客货共线的技术标准是以运行机车牵引车组来确定其基本设计参数的,货运专线铁路设计参照了客货共线铁路的技术标准,对于机车牵引客车车列的联络线技术标准没有做出相应的规定。结合现行《铁路线路设计规范》(GB50090—2006)和西宁站改造及相关工程的实践对客车联络线纵断面技术标准进行探讨。     

接触式钢轨轮廓测量的数据处理

详细介绍基于接触式扫描测量的轮廓数据点的处理过程,包括噪声过滤、精简滤波,平滑处理,曲线分段等多个环节,并采用最小二乘法进行轮廓线拟合。通过工程实践应用表明,该数据处理效果较理想,能够获取满足精度要求的轮廓线。     

Carbody elastic vibrations of high-speed vehicles caused by bogie hunting instability

In particular locations of the high-speed track, the worn wheel profile matched up with the worn rail profile will lead to an extremely high-conicity wheel–rail contact. Consequently, the bogie hunting instability arises, which further results in the so-called carbody shaking phenomenon. In this paper, the carbody elastic vibrations of a high-speed vehicle in service are firstly introduced. Modal tests are conducted to identity the elastic modes of the carbody. The ride comfort and running safety indices for the tested vehicle are evaluated. The rigid–flexible coupling dynamic model for the high-speed passenger car is then developed by using the FE and MBS coupling approach. The rail profiles in those particular locations are measured and further integrated into the simulation model to reproduce the bogie hunting and carbody elastic vibrations. The effects of wheel and rail wear on the vehicle system response, e.g. wheelset bifurcation graph and carbody vibrations, are studied. Two improvement measures, including the wheel profile modification and rail grinding, are proposed to provide possible solutions. It is found that the wheel–rail contact conicity can be lowered by decreasing wheel flange thickness or grinding rail corner, which is expected to improve the bogie hunting stability under worn rail and worn wheel conditions. The carbody elastic vibrations caused by bogie hunting instability can be further restrained.     

客车车轮型面的多目标优化设计模型研究

分别以与轮轨磨耗指数、临界速度和轮轨横向力相关的3个函数为目标函数,以圆弧型车轮型面的圆弧半径和圆心坐标为设计变量,以Nadal脱轨系数最大值不超过GB 5599—85标准规定的1.0、轮轨最大接触应力不超过车轮材料剪切强度3倍和车轮滚动接触疲劳因子小于0的要求为约束条件,给出了铁路客车车轮型面的多目标优化模型。以欧洲ERRI 200 km.h-1标准客车为例,利用铁道车辆动力学仿真软件ADAMS.2005/Rail建立铁路客车动力学模型,并用给出的型面优化模型对其LMa车轮型面进行多目标优化设计,结果表明,踏面型面优化后的车辆临界速度提高约50%,车辆通过曲线时的轮轨磨耗指数下降约12%。     

重载货车车轮踏面优化研究

对近期开发的基于法向间隙的车轮踏面优化方法进行改进,根据三维非赫兹滚动接触理论对轮轨间隙求解范围进行计算,使所求解的轮轨间隙具有实际的物理意义.针对我国重载货车车轮圆周磨耗严重的问题,对现有重载货车车轮踏面进行优化.利用车辆-轨道耦合动力学理论及三维弹性体非赫兹滚动接触理论对优化前后车轮踏面的静态接触性能及动态接触性能进行分析.结果表明:优化后轮轨界面之间可达到较好的匹配,且合理选择踏面不同区域的权数可同时保证车辆直线运行与曲线通过时的轮轨接触应力较小,从而达到有效降低轮轨磨耗的目的.