Further study on the wheel–rail impact response induced by a single wheel flat: the coupling effect of strain rate and thermal stress

A comprehensive dynamic finite-element simulation method was proposed to study the wheel–rail impact response induced by a single wheel flat based on a 3-D rolling contact model, where the influences of the structural inertia, strain rate effect of wheel–rail materials and thermal stress due to the wheel–rail sliding friction were considered. Four different initial conditions (i.e. pure mechanical loading plus rate-independent, pure mechanical loading plus rate-dependent, thermo-mechanical loading plus rate-independent, and thermo-mechanical loading plus rate-dependent) were involved into explore the corresponding impact responses in term of the vertical impact force, von-Mises equivalent stress, equivalent plastic strain and shear stress. Influences of train speed, flat length and axle load on the flat-induced wheel–rail impact response were discussed, respectively. The results indicate that the maximum thermal stresses are occurred on the tread of the wheel and on the top surface of the middle rail; the strain rate hardening effect contributes to elevate the von-Mises equivalent stress and restrain the plastic deformation; and the initial thermal stress due to the sliding friction will aggravate the plastic deformation of wheel and rail. Besides, the wheel–rail impact responses (i.e. impact force, von-Mises equivalent stress, equivalent plastic strain, and XY shear stress) induced by a flat are sensitive to the train speed, flat length and axle load.     

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%。     

槽型轨闪光焊接头落锤检验方法研究及应用

槽型轨闪光焊接头落锤检验的指标可以采用与普通钢轨闪光焊接头落锤检验相同最大动应力来进行计算,60R2轨的计算结果为2.7 m。由于断口检验的不确定因素较大,建议取消该项检验,同时将落锤高度提高到3.1 m,用以提高抗断指标,弥补无断口检验的不足。对60R2槽型轨闪光焊进行实际焊接及检验结果表明,可操作性较强。     

基于EN 15085系列标准的大型养路机械生产焊接认证

在介绍EN 15085(所有部分)《轨道交通 轨道车辆及其零部件的焊接》特点和认证要求的基础上,分析大型养路机械生产企业开展该项认证的策划、基本流程、工作要点、组织机构等,总结认证工作中需要注意的问题。通过EN 15085系列标准焊接认证,企业建立了一套科学完善的大型养路机械产品焊接质量管理体系,提高了产品焊接质量,使产品向精品方向发展,并为产品走向世界提供帮助。     

构建铁路货物装载加固器材技术保障体系

阐述建立铁路贷物装载加固器材技术保障体系对于保证铁路货物运输安全,社会经济发展,科技进步、技术创新,标准化、规范化和管理现代化的意义。提出建立规范的装载加固器材管理程序,建立装载加固专家评审机制,进一步规范装载加固器材准入制,加强对从业人员的培训和教育,提高装载加固器材的理论研究水平,加快建立装载加固器材技术标准和检测规范等措施和建议,以加快建立装载加固器材技术保障体系。     

地震荷载作用下轮轨系统振动特性分析

为了分析轮轨系统在地震荷载激励下的动力响应,根据振动力学和有限元理论,利用ANAYS结构分析软件,建立三维轮轨系统接触的有限元模型,模型中考虑轮轨之间的实际接触状态,计算在地震荷载激励下的轮轨系统的振动特性。结果表明:地震荷载下轮轨接触应力是静力时的1.8倍,并且轮轨出现短暂的分离,接触区域的等效Mises应力有不同程度增大,车体加速度超出限值14.3%。     

铁路架桥机主要设计难点及标准制定中关键技术指标的确定

分析铁路架桥机的主要设计难点,就如何解决铁路架桥机研制前期遇到的主机机臂＂静态刚性＂值不符合GB/T 3811—1983《起重机设计规范》这一技术和管理难题进行研究,提出的建议在制修订相关标准时得到采纳。制修订后的现行标准中均对铁路架桥机这类特殊起重机的关键技术指标＂静态刚性＂作出新的合理规定,包括TSG Q 7002—2007《桥式起重机型式试验细则》、GB/T 3811—2008《起重机设计规范》等。最后,提出铁路架桥机设计中合理确定机臂高度尺寸及其＂静态刚性＂指标应遵循的原则。     

CRH型高速动车组车轮测量基准初探及量具运用

在CRH型高速动车组车轮轮缘踏面检测中,由于LMA、CN和XP55等3种车轮踏面形状不同,因此,统一测量基准可以使车轮的测量工作更加简便。介绍基于统一的测量基准开发的车轮轮缘踏面检测量具的结构,及使用该量具测量3种车轮踏面主要参数的方法。     

机车整体辗钢车轮超声波探伤

分析冶金缺陷和疲劳缺陷使机车整体车轮产生掉块或崩裂的原理,分别介绍新制整体车轮超声波探伤和在役整体车轮超声波探伤的方法及存在的问题,指出新制车轮和在役车轮探伤时应注意的事项。     

基于机器视觉的钢轨表面检测光学模型的研究

在机器视觉的检测中,图像是整个系统中最重要的原始数据,其质量决定了后期图像处理的效果和速度。为探讨高质量图像的采集,提出一种基于线阵CCD相机和线阵光源的钢轨表面缺陷检测的光学理论模型,分析线阵CCD采集系统中振动模糊的原因,推导出图像灰度值与系统振动幅度和缺陷深度的关系,研究光源照射角度和相机拍摄角度对图像灰度和缺陷区域对比度的影响,并通过实验验证模型的合理性。结果表明:缺陷区域图像灰度值随着钢轨表面缺陷深度增大而降低,采用较低的光源照射角度可增大缺陷与背景的对比度,突出缺陷特征便于后期图像处理的缺陷识别。