Field measurements of the evolution of wheel wear and vehicle dynamics for high-speed trains

This investigation demonstrates the wheel wear evolution and related vehicle dynamics of high-speed trains with an operating distance (OD) of around two million kilometres. A long-term experimental test lasting two years was conducted to record the wheel profiles and structural vibrations of various trainsets. The wheel wear, namely the profile shape, worn distribution and wheelset conicity, is investigated for several continuous reprofiling cycles. Typical results are illustrated for the stability analysis, and the ride quality is examined with increasing OD. In addition, the vibration transition characteristics between suspensions are investigated in both the time and frequency domains. The experiments show that the dominant wear concentrates on the nominal rolling radius, and the wear rate increases with OD because of the surface softening resulting from the loss of wheel material. The vibration of structural components is aggravated by the increase of the equivalent conicity of the wheelset, which rises approximately linearly with the wheel wear and OD. High-frequency vibrations arise in the bogie and car body related to the track arrangement and wheel out-of-roundness, causing the ride comfort to worsen significantly. Additionally, the system vibration characteristics are strongly dependent on the atmospheric temperature. Summaries and conclusions are obtained regarding the wheel wear and related vehicle dynamics of high-speed trains over long operating times and distances.     

轮边减速器行星齿轮机构仿真分析与试验研究

行星齿轮机构是轮边减速器的关键部件。本文以某公司新开发的轮边减速器为模型,在SolidWorks中建立其三维模型,运用ANSYS Workbench有限元分析软件对其进行接触应力分析,查找其薄弱环节。仿真分析结果与台架试验结果基本一致,为轮边减速器的设计提供参考和指导。     

高速列车车轮强度快速评价系统研制

为提高高速列车车轮优化设计过程中车轮强度评价的效率,开发了高速列车车轮强度快速评价系统.基于数据库的车轮设计参数,利用ANSYS二次开发技术在ANSYS环境中驱动车轮三维模型的自动重建,以期望的网格密度,完成车轮模型的网格划分,继而按照车轮强度评价标准规定的工况,自动生成相应的强度分析前处理模型.调用ANSYS求解器完成强度仿真分析,最后进行数据后处理得到评价结论.以某型动车组车轮为例,通过人工计算与本文自动计算的结果对比,验证所开发系统的可靠性.     

基于模态试验和有限元模态分析的转向盘怠速抖动改进

针对某车型怠速工况下转向盘抖动问题,对整车进行了怠速振动试验并对转向盘进行了模态试验,确认转向盘系统与仪表板横梁及横梁与车身连接处的连接刚度不足导致整个转向系统模态下降,从而引起了共振。针对该问题建立了转向系统有限元模型,并根据模态试验结果对模型进行了验证。在该模型基础上对上述连接刚度进行了优化,对优化方案进行试验验证的结果表明该方案有效。     

转轮式全热交换器在舰船空调通风系统中的应用

阐述了转轮式全热交换器的显热和潜热效率，分析了空调系统中显热和潜热的能耗构成。通过对转轮式全热交换器和显热交换器热回收率的比较，得出使用全热交换器的节能效果更加明显的结论。结合国内舰船空调通风系统的现状和发展趋势，提出了转轮式全热交换器在舰船空调通风系统中应用的可能性。     

货车轮重测试系统研究

随着货车车辆运行速度的提高 ,轮 (轴 )重偏差对车辆动力学性能和制动性能的影响也会加剧。为了检测货车车辆轮 (轴 )重偏差 ,设计了货车车辆轮 (轴 )重测试系统 ,能够完成轮重测量 ,并可提供轮重偏差调整方案     

轨道结构落轴冲击动态响应有限元分析

通过确定落轴冲击问题的轮轨接触条件,根据接触冲击响应的虚位移原理,将轮轨接触边界条件用罚函数法释放,确立轮轨接触变分方程;采用点面接触单元导出轮轨接触有限元控制方程,进一步建立轨道结构动力有限元方程,从而可模拟计算落轴冲击对轨道结构产生的动态响应。基于该分析方法,求解了弹性支承块轨道结构的动力性能,并由现场实测得到验证。结果表明,运用所建立的落轴冲击有限元计算模型分析轨道结构动力性能,直观有效。     

轮对纵向振动与机车车辆相关问题研究

借助于1个整车模型,观察到轮对相对于构架实际上始终存在纵向振动,而且这种振动在某些中低速范围内有可能发展为强烈的共振;另一方面,轮对相对构架的强烈振动,也可能成为车轮非正常磨耗即剥离以及某些波长轨道波磨的一个重要因素。本文对轮对纵向共振的形成条件进行了分析,给出了近似计算判据,并对车辆主要参数对共振的影响进行了分析,最后给出了一种抑制纵向振动的建议方案。     

断口定量分析840D车轮辐板孔裂纹扩展速率

对840D车轮辐板孔疲劳断口形貌进行观察并测量疲劳弧线间距。通过分析认为43 mm是临界裂纹的一个重要参考,同时发现闸瓦制动工况在裂纹的产生和扩展过程中起着重要的作用,并推断出裂纹长度在35 mm内,其平均裂纹扩展速率为31.2 mm/年。     

基于模态参数的工程结构损伤识别方法

介绍了结构故障诊断的技术手段以及应用振动诊断进行结构损伤识别的研究现状。应用有限元程序进行模态分析和频响分析,得到在不同损伤度的条件下轮对局部模态频率和振幅幅值的变化趋势。提出基于频率移动和模态振型变化来判断结构损伤。