检索结果-内蒙古大学图书馆

Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2025年第4期26卷 376-389页

作者：张岩岩杨新文孙志昂项恺文左安国同济大学上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室长春市轨道交通集团有限公司运营事业部

目的：车轮磨损由于“数据少、信息贫”的特点而难以预测。本文基于传统非等间距灰色GM(1,1)模型，提出GA-GM(1,1)、GA-GM(1,1)-BPNN、GA-GM(1,1)-PSO-BPNN三种车轮磨耗预测改进型模型，旨在实现轻轨车辆车轮磨耗量的精准预测。创新点... 详细信息

目的：车轮磨损由于“数据少、信息贫”的特点而难以预测。本文基于传统非等间距灰色GM(1,1)模型，提出GA-GM(1,1)、GA-GM(1,1)-BPNN、GA-GM(1,1)-PSO-BPNN三种车轮磨耗预测改进型模型，旨在实现轻轨车辆车轮磨耗量的精准预测。创新点：1.借助遗传算法搜索全局最优解的能力，提出GA-GM(1,1)改进灰色模型；2.基于神经网络强大的处理非线性和随机性数据能力，构建GA-GM(1,1)-BPNN残差修正模型；3.利用粒子群算法改善神经网络预测速度慢、全局搜索能力弱等缺点，构建GA-GM(1,1)-PSO-BPNN预测模型。方法：1.利用遗传算法对传统非等间距灰色GM(1,1)模型的背景值进行优化；2.将GA-GM(1,1)模型预测磨耗的残差序列作为神经网络的输入进行训练，输出残差预测序列用以修正GA-GM(1,1)模型的初步预测序列，进而得到最终的车轮预测磨耗；3.利用粒子群算法对神经网络的初始权重和阈值进行优化。结论：1.改进的GA-GM(1,1)模型降低了传统GM(1,1)模型的拟合和预测误差；2. GA-GM(1,1)-BPNN模型进一步提升了对磨耗观测数据的拟合和预测性能；3. GA-GM(1,1)-PSO-BPNN模型对磨耗观测数据的拟合效果最好，且拟合与预测结果最为接近，表现出了最为可靠的性能。

关键词：车轮磨耗预测灰色模型遗传算法神经网络粒子群优化

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高速列车车轮磨耗预测仿真

引用

摩擦学学报 2009年第6期29卷 551-558页

作者：罗仁曾京戴焕云邬平波西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究高速列车车轮磨耗问题,建立了车辆多体系统动力学和车轮磨耗耦合模型.模型中考虑了车辆系统悬挂非线性、轮轨接触几何非线性和轮轨蠕滑力非线性.采用数值仿真方法研究车轮型面的磨耗分布和发展.考虑车辆通过一条由直线和不同曲... 详细信息

为了研究高速列车车轮磨耗问题,建立了车辆多体系统动力学和车轮磨耗耦合模型.模型中考虑了车辆系统悬挂非线性、轮轨接触几何非线性和轮轨蠕滑力非线性.采用数值仿真方法研究车轮型面的磨耗分布和发展.考虑车辆通过一条由直线和不同曲线组成的典型线路,通过动力学仿真计算轮轨接触情况,采用FASTSIM计算轮轨接触斑上车轮磨耗量,进行车轮型面磨耗量的累积和型面外形更新,然后再进入下一个磨耗循环的计算.通过比较分析,选择车轮型面垂直磨耗0.1mm为型面更新的条件,分别采用Archard磨耗模型、基于摩擦功的磨耗模型和基于磨耗指数的磨耗模型来预测车轮型面磨耗发展情况.并与测量得到的车辆实际线路运行中车轮磨耗量进行了比较.结果表明,仿真得到的车轮型面磨耗发展情况和实际测量结果趋势相同,其中基于磨耗功和磨耗指数模型的计算结果接近,而Archard模型算得的轮缘磨耗相对较大.因此,可以根据具体线路有针对性地选择磨耗模型,通过仿真方法预测车轮型面的磨耗,为高速列车的安全可靠运行提供指导.

关键词：车辆工程高速列车车轮磨耗预测动力学仿真

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于两种轨道线路建模方法的地铁车轮磨耗预测对比分析

引用

工程力学 2022年第6期39卷 226-235页

作者：黎嘉欣陶功权刘希政梁红琴温泽峰西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 西南交通大学机械工程学院成都610031

轨道线路对车轮磨耗具有重要影响。建立地铁车轮磨耗预测模型,模型包括车辆动力学模型、基于Hertz理论和FASTSIM算法的轮轨局部接触模型、基于Tγ/A-磨损率函数的磨耗模型、平滑与更新策略以及轨道线路模型。对比分析等效轨道线路法与... 详细信息

轨道线路对车轮磨耗具有重要影响。建立地铁车轮磨耗预测模型,模型包括车辆动力学模型、基于Hertz理论和FASTSIM算法的轮轨局部接触模型、基于Tγ/A-磨损率函数的磨耗模型、平滑与更新策略以及轨道线路模型。对比分析等效轨道线路法与真实轨道线路法两种轨道线路建模方法在建模复杂度、车轮磨耗预测结果与计算效率方面的差异。利用实测的车轮磨耗对Tγ/A-磨损率函数进行修正,并对磨耗预测模型进行验证。结果表明:与等效轨道线路法相比,真实轨道线路法建模较为复杂,但其可以更好地模拟实际轨道线路;二者磨耗预测结果差异较小,且均与实测结果较为吻合,但前者计算效率约是后者的3.7倍。采用等效轨道线路法建模可以较好地兼顾计算精度与效率。

关键词：轨道线路建模方法地铁车辆车轮磨耗预测轮轨局部接触模型 Tγ/A-磨损率

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高速列车车轮磨耗预测研究

高速列车车轮磨耗预测研究

引用

作者：李玉怡北京交通大学

学位级别：博士

轮轨磨耗一直是轮轨系统中不可避免的问题,车轮型面会因车轮磨耗而改变,进而影响车辆动力学性能,过大的车轮磨耗将会降低车辆的临界速度,影响车辆的平稳性和安全性,过快的轮轨磨耗将极大增加运营维护成本。相比于传统的普速铁路,高速列... 详细信息

轮轨磨耗一直是轮轨系统中不可避免的问题,车轮型面会因车轮磨耗而改变,进而影响车辆动力学性能,过大的车轮磨耗将会降低车辆的临界速度,影响车辆的平稳性和安全性,过快的轮轨磨耗将极大增加运营维护成本。相比于传统的普速铁路,高速列车对轮轨动态相互作用力更敏感,车轮零点几毫米的轻微磨耗都可能会改变轮轨接触关系进而恶化车辆系统动力学性能、缩短车轮镟修周期,甚至影响到列车运行安全性。导致车轮及钢轨出现磨耗现象的原因非常复杂,通过长期跟踪车轮型面变化,虽然可以总结磨耗规律,但仍然很难研究清楚车轮磨耗的具体影响因素。因此,建立车轮长距离磨耗计算模型,在数值仿真计算的基础上,控制变量,探讨车轮磨耗的演变规律将可以帮助研究人员更好地分析线路上的测量数据,同时为减小车轮磨耗提供理论支撑,为车轮型面优化奠定基础。本文针对高速列车车轮磨耗预测模型和预测方法主要开展了以下几个方面的研究工作:(1)针对轮轨接触法向问题,介绍了经典的Hertz理论算法,研究推导了非Hertz轮轨接触模型中的ANALYN模型以及Kik-Piotrowski模型,最终将三种模型对不同轮轨接触型面的计算结果与CONTACT完全理论进行对比。结果表明:在求解椭圆接触工况时,Hertz理论、ANALYN模型与Kik-Piotrowski模型得到的椭圆接触斑形状与CONTACT完全理论的计算结果一致;在实际轮轨标准型面接触中,由于接触型面相对比较规则,可以采用Hertz进行计算且效率很高;当车轮型面出现磨耗后,Hertz理论得到的椭圆接触斑与实际情况差距较大,ANALYN模型同时考虑接触区域内渗透深度和接触曲线的局部相对曲率求解接触斑横向边界和纵向边界,得到的接触斑与CONTACT完全理论更相似;Kik-Piotrowski模型只考虑渗透深度对接触斑形状的影响,计算精度比ANALYN模型略低,但不存在局部负曲率的问题,可以求解ANALYN模型无法求解的轮轨接触问题。(2)针对轮轨接触切向问题,研究了Fastsim算法和Fa Strip算法,推导了分别适用于ANALYN模型和Kik-Piotrowski模型的Fastsim算法和Fa Strip算法,得到了完整的非Hertz轮轨接触计算模型。结果表明,Fastsim算法得到轮轨接触斑内的黏着区切向应力分布为线性增长,在滑动区的切向应力饱和边界为抛物线形。Fa Strip算法在接触斑黏着区内的切向应力为非线性分布,滑动区的切向饱和边界是与法向应力分布一致的椭球形,因此Fa Strip算法得到的单条带内的切向应力分布更接近CONTACT的计算结果。在滑动区蠕滑速度计算结果上,Fastsim算法会高估蠕滑速度,这将直接影响轮轨磨耗的计算结果。通过对比蠕滑力-蠕滑率曲线,采用Fa Strip算法的三种轮轨接触模型得到的切向力与CONTACT更吻合,且计算效率与Fastsim算法基本相同,建议将Fa Strip算法引入车辆-轨道耦合动力学的轮轨接触计算中,可以得到更为准确的轮轨接触切向力。(3)针对轮轨磨耗模型,研究了不同的全局磨耗模型和局部磨耗模型,相比于全局磨耗模型,局部磨耗模型需要完整求解轮轨接触问题,因此计算量大耗时长,但能求解接触斑内的磨耗分布。通过对几种模型的磨耗表达式进行统一并对高速列车不同运行工况进行磨耗计算表明,BRR模型、USFD全局和USFD局部模型将轮轨磨耗划分在轻微磨耗区,Zobory全局模型和Zobory局部模型将轮轨磨耗划分在严重磨耗区,接触斑滑动区内的不同单元按照KTH局部模型的判定条件将出现不同程度的磨耗,因此在高速列车磨耗计算中,KTH局部模型对轮轨接触状态的磨耗划分更为细致,但KTH局部模型对轮轨接触模型的计算结果也更为敏感,如果能解决计算效率问题,建议采用ANALYN+Fastrip轮轨接触模型结合KTH局部模型计算车轮磨耗。(4)根据车轮磨耗预测基本方法,结合实测数据和实际车辆线路信息建立了长距离运行里程下的高速列车车轮磨耗预测模型。模型包括含磨耗后钢轨型面的线路仿真工况、车辆-轨道耦合动力学模型、轮轨接触模型、磨耗模型以及车轮磨耗平滑与更新策略。针对S1002CN和LMB＿10车轮型面进行了40万公里的磨耗计算并与实测数据进行了对比,车轮磨耗的仿真计算结果与实测数据基本吻合,车轮磨耗预测模型计算和预测车轮型面随里程的变化特点是可行的。(5)基于修正后的车轮磨耗预测模型,研究了不同列车运行线路、列车运行速度对车轮型面磨耗的影响,获得了高速列车用车轮型面LMA的长距离型面径向磨耗计算结果。结果表明,线路情况的微小变化会改变车轮磨耗分布,车轮磨耗在一定范围内随着车速提升而增大,车轮型面的等效锥度越小,径向磨耗分布更均匀和平缓,磨耗量有明显降低。(6)在磨耗预测建模方面,引入了并行计算并分析了不同轮轨接触模型和不同

关键词：高速列车非Hertz轮轨接触法向问题切向问题磨耗模型车轮磨耗预测车轮型面

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

车轮磨耗预测快速计算方法研究

引用

大连交通大学学报 2017年第6期38卷 35-39页

作者：吴梦江海琳沈钢同济大学铁道与城市轨道交通研究院上海201804

研究了目前国际上常用的基于Archard磨耗模型的车轮磨耗预测方法,针对其计算时间过长的缺陷,对车轮横移量和蠕滑率的变化规律进行了探索,通过统计分析建立了车轮磨耗快速计算模型,简化了传统的车辆动力学和滚动接触计算的计算量,大大缩... 详细信息

研究了目前国际上常用的基于Archard磨耗模型的车轮磨耗预测方法,针对其计算时间过长的缺陷,对车轮横移量和蠕滑率的变化规律进行了探索,通过统计分析建立了车轮磨耗快速计算模型,简化了传统的车辆动力学和滚动接触计算的计算量,大大缩短了车辆磨耗预测的计算时间.

关键词： Archard磨耗模型车轮磨耗预测统计分析快速计算

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

激光在线测量轮对外形尺寸方法与系统研究

激光在线测量轮对外形尺寸方法与系统研究

引用

作者：冉赟丰北京交通大学

学位级别：博士

轮对作为列车最重要的走行部件,在其运行过程中持续与钢轨产生摩擦和撞击,造成其表面不断被磨损,严重时还会产生缺陷。随着我国铁路与轨道交通的快速发展,列车运行速度不断提高,轮对磨损和缺陷产生的速度也不断加快,对列车的运行安全带... 详细信息

轮对作为列车最重要的走行部件,在其运行过程中持续与钢轨产生摩擦和撞击,造成其表面不断被磨损,严重时还会产生缺陷。随着我国铁路与轨道交通的快速发展,列车运行速度不断提高,轮对磨损和缺陷产生的速度也不断加快,对列车的运行安全带来越来越严重的影响。通过在线测量及时掌握轮对的外形尺寸变化规律和发现轮对故障,不仅能很大程度消除列车运行的安全隐患,同时能指导轮对璇修作业,产生巨大的社会效益和经济效益。车轮外形尺寸在线测量可以弥补人工检测的诸多不足,及时了解和获取轮对运行的最新情况,实现轮对的数字化管理,不仅是铁路运输发展的主流方向,也是铁路和城市轨道交通的重要安全保障。本博士论文在国家自然科学基金重点项目《高速重载极端条件下轮对状态动态监测基础问题与关键技术研究》(51935002)的资助下,开展轮对外形尺寸在线测量方法与系统研究,主要工作如下:(1)对基于线结构光视觉的车轮踏面轮廓在线测量方法与关键技术进行了研究,研制出相应的车轮踏面轮廓在线测量系统。利用对射型光电开关对车轮进行定位,利用两个激光视觉传感器对车轮踏面轮廓进行扫描,经过计算机程序完成图像处理和三维重建后可以得到车轮的轮缘高度、轮缘厚度、QR值、轮辋宽、内侧距、位姿等参数。针对轮对现场测量复杂环境光照条件造成光条混叠等问题,提出激光条纹提取算法和激光视觉传感器快速标定法,不仅提高测量精度,同时提高测量的鲁棒性和实用性。测量装置于2017年12月安装在银川运用车间铁路现场,通过长时间大量现场实验验证了方法的有效性,实现列车正常通过入库路段时对车轮踏面轮廓进行准确快速测量。(2)提出了一种基于一维激光位移传感器和激光视觉传感器动态测量轮对车轮踏面直径的方法。该方法采用三个一维激光位移传感器得到的测量数据和基于结构光视觉测量得到的踏面轮廓数据,利用三点测圆的原理对踏面70 mm处直径进行准确测量,具有结构简单、测量精度高、成本低等优点。铁路现场的运行结果表明,该方法能够克服在线测量对轮径测量位置的限制,且能够适应现场复杂的环境,测量精度可以满足铁道部门对轮径现场测量的需求。(3)提出了一种基于车轮外形尺寸实测数据的力学模型分析方法,对轮轨接触力进行分析,计算得到列车安全运行指数,以此对车轮的磨耗行为进行预测。该方法首先建立列车车厢的多刚体动力学模型,然后根据现场测量得到的车轮踏面轮廓、轮径、位姿等数据替换车轮部分的模型,分析计算轮轨接触力,并根据接触力的计算结果对车轮的磨耗量进行预测,为轮对磨耗超限预警提供一种途径。

关键词：轮对几何尺寸激光测量动态测量车轮型面轮轨接触车轮磨耗预测

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

长大坡道下高速车辆车轮滚动接触疲劳与磨耗仿真

引用

机车电传动 2023年第4期 18-25页

作者：周橙郑静乔青峰邹晓龙陈佳明陶功权中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心山东青岛266111 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031

文章建立车轮滚动接触疲劳预测模型和磨耗预测模型,分析长大坡道条件下坡度和车速对动车组车轮滚动接触疲劳和磨耗的影响。车轮滚动接触疲劳预测模型由车辆动力学模型和损伤函数组成,车轮磨耗预测模型包括车辆动力学模型、轮轨局部接触... 详细信息

文章建立车轮滚动接触疲劳预测模型和磨耗预测模型,分析长大坡道条件下坡度和车速对动车组车轮滚动接触疲劳和磨耗的影响。车轮滚动接触疲劳预测模型由车辆动力学模型和损伤函数组成,车轮磨耗预测模型包括车辆动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗模型、平滑与更新策略,并基于现场实测车轮磨耗结果对车轮磨耗预测模型进行修正和验证。结果表明:下坡线路是导致车轮滚动接触疲劳的主要工况,并且车速越高或下坡坡度越大,车轮越容易萌生滚动接触疲劳;车辆直线运行时疲劳裂纹萌生位置基本在距离名义滚动圆外侧6~9 mm内,疲劳裂纹萌生角度基本在−10~10°。无论是上坡还是下坡,坡度越大,车轮磨耗越大,30‰坡度的上坡工况车轮磨耗面积约是−30‰坡度的下坡工况的1.85倍。在相同坡度条件下,对于上坡工况,车轮磨耗随着车速的增大而增大,而对于下坡工况,车速对车轮磨耗影响较小。

关键词：长大坡道动车组车轮滚动接触疲劳车轮磨耗预测磨耗模型高速铁路

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

高速动车动力学性能及车轮磨耗研究

高速动车动力学性能及车轮磨耗研究

引用

作者：吴娜西南交通大学

学位级别：博士

随着CRH系列高速动车组的开行,列车运行速度和运载量不断提高,我国铁路进入了飞速发展阶段,动车组运行的地域范围、线路状况、气候条件呈多样化趋势。动车组给人们带来安全、舒适、便捷的同时,其在长期服役过程中出现了不同程度的动力... 详细信息

随着CRH系列高速动车组的开行,列车运行速度和运载量不断提高,我国铁路进入了飞速发展阶段,动车组运行的地域范围、线路状况、气候条件呈多样化趋势。动车组给人们带来安全、舒适、便捷的同时,其在长期服役过程中出现了不同程度的动力学问题。因此,高速动车组线路长期运行适应性研究逐渐引起国内外学者的高度重视。本文从动力学角度出发,围绕线路运行适应性,研究高速列车在服役过程中的系统振动、动力学性能和车轮型面磨耗的演变规律,通过模拟与试验相结合的方法,分析动车组线路适应性的根本问题。本论文得到国家自然科学基金重点项目“基于监测数据的高速列车服役安全性态评估的关键问题研究”(61134002)的资助。本文具体的研究内容有以下几个方面:(1)为了研究轮轨型面磨耗对车辆振动性能和运行质量的影响,详细的描述了考虑传动系统的高速动车系统非线性动力学仿真模型的建模方法,建立了多刚体动力学模型和悬挂参数失效模型,同时进行滚动振动试验台试验验证,结果表明两者的车体和构架的模态参数较为接近,悬挂系统故障时空簧故障对平稳性的影响最大,抗蛇行减振器次之,试验数据和仿真数据从数值和趋势上均比较接近;为了研究影响车轮型面磨耗的关键问题,建立了车轮型面磨耗预测模型。(2)给出了动车组线路跟踪试验方案,进行了线路长期跟踪试验,总结分析不同运行里程下车辆相关部件的振动性能和运行平稳性的演变规律,以及一个镟修周期内的车轮型面磨耗和等效锥度的演变规律。结果表明:电机振动加速度幅值随着运营里程有减小趋势,线路因素对电机振动横向振动影响较大;线路因素和运行里程对齿轮箱横向和垂向振动影响较大;构架和车体横向振动与运营线路关系较大;由传递率和传递主频变化规律可知该动车对蛇行运动的不敏感。磨耗区域均比较集中,轮缘根部磨耗很小;磨耗范围对运行里程不敏感;磨耗速率随着运营里程增加呈非线性变化,基于车轮型面磨耗的演化规律对车轮型面磨耗预测模型的合理性进行了试验验证。(3)基于动力学模型,分析车轮型面对动车稳定性、平稳性和安全性的影响,对比分析动车各部件动态响应;模拟计算轮轨磨耗状态下,悬挂参数失效后的动力学性能变化;分析运营里程和钢轨型面磨耗对动车的动力学性能的影响;讨论电机悬挂刚度对电机振动加速度和悬挂弹簧变形量的影响以及万向轴直径变化对电机、万向轴加速度和悬挂弹簧变形量的影响。结果表明动力学性能对车轮廓形和线路条件较敏感;悬挂参数失效形式不同,对动力学性能的影响不同;电机悬挂刚度变大时,电机垂向加速度变大,弹簧变形量变小;增大万向轴直径,万向轴垂向加速度变小,电机垂向加速度值变大,弹簧伸缩量先减小后增大。(4)给出了车轮型面镟修策略和镟修型面设计,并对设计的镟修型面进行等效锥度和动力学性能分析。结果表明该模板满足车辆安全运行的要求。轮缘厚度的减小车轮磨耗量略有增加,踏面范围内磨耗量接近。(5)研究了影响车轮型面磨耗的关键因素,基于动车动力学模型和车轮型面磨耗预测模型,选取新轮、磨耗中期和镟修前车轮型面,从磨耗体积和磨耗深度角度,分别讨论车辆系统参数(轴重、一系定位刚度、空簧横向刚度、转向架轴距、车轮材料硬度、车轮型面、轮径、轮对安装形位偏差和轮径差)、轨道系统参数(曲线半径、轨底坡、轨距和钢轨型面)、运营条件(运行速度、轨道激励、轮轨接触表面状况)以及经济镟修对车轮型面磨耗规律的影响。结果表明磨耗预测模型初始型面磨耗程度不同,同一关键参数对磨耗的影响规律有些相同,比如轴重、硬度、轮对安装形位偏差、轮径差、曲线半径、轨距、摩擦系数、轨道激励,有些参数的影响规律发生改变,比如上、下拉杆纵向刚度、空簧横向刚度、转向架轴距、轮径、轨底坡、钢轨型面磨耗、运行速度。因此进行高速动车参数设计时不能忽略轮轨磨耗的影响。

关键词：铁道车辆高速动车组车辆动力学传动系统线路试验参数变化车轮磨耗预测经济镟修

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

考虑随机参数的地铁车辆车轮磨耗仿真研究

考虑随机参数的地铁车辆车轮磨耗仿真研究

引用

作者：黎嘉欣西南交通大学

学位级别：硕士

为了满足日益增长的客流量,地铁列车运营速度以及车辆载重不断提高,轮轨关系逐渐恶化,导致地铁车轮异常磨耗现象较为常见。与现场测试及试验研究相比,使用车轮磨耗预测模型对地铁车轮磨耗进行研究,具有工作量小、成本低、周期短等优势... 详细信息

为了满足日益增长的客流量,地铁列车运营速度以及车辆载重不断提高,轮轨关系逐渐恶化,导致地铁车轮异常磨耗现象较为常见。与现场测试及试验研究相比,使用车轮磨耗预测模型对地铁车轮磨耗进行研究,具有工作量小、成本低、周期短等优势。车轮磨耗数值仿真是一个十分复杂的过程,模型参数对仿真结果有一定影响,但在现有的研究中,模型参数大多设置成设计值,而实际的参数会受线路施工和服役状态而发生一定变化。因此,有必要考虑随机参数对车轮磨耗预测的影响。本文基于建立的地铁车辆车轮磨耗预测模型,探究轨道线路参数随机变化对车轮磨耗预测的影响,对比分析车辆载重不同加载方式以及轨道线路不同建模方法在车轮磨耗预测方面的差异。主要工作和结论如下:(1)基于多体动力学软件SIMPACK建立了地铁车轮磨耗预测模型,模型包括车辆动力学模型、基于Hertz理论和FASTSIM算法的轮轨局部接触模型、基于Tγ/A-磨损率函数的磨耗模型以及平滑与更新策略。利用实测的车轮磨耗对Tγ/A-磨损率函数进行修正后,车轮磨耗仿真结果与实测结果基本吻合,验证了车轮磨耗预测模型的准确性。(2)使用涵盖多种标准差的正态分布以及统计实际占比的方法模拟轨道线路不同参数(包括轨底坡、轨距、曲线外轨超高、轮轨摩擦系数)分布情况,探究各参数在不同离散程度下对地铁车轮磨耗预测的影响。随着轨底坡(1:X,X取值范围在10～70之间)离散程度增大,外轨侧车轮轮缘区域逐渐出现两个磨耗峰,且靠近轮缘的磨耗峰峰值越大,内轨侧车轮磨耗愈发靠近踏面尾部,磨耗深度逐渐减小。当轨底坡分布标准差超过10时应在车轮磨耗仿真中加以考虑。轨距随机变化(变化范围在1430～1440 mm之间)对轮缘区域磨耗几乎没有影响,踏面区域最大磨耗深度会随着轨距离散程度的增大有所减小,磨耗分布范围略有增大。轨距随机变化对整条线路的车轮磨耗仿真结果影响较小。使用3种不同曲线外轨超高设置方法得到的车轮磨耗仿真结果无明显差异。对于本文研究的线路而言,不同的外轨超高设置方法对车轮磨耗预测几乎没有影响。车轮轮缘区域最大磨耗深度会随着摩擦系数离散程度的增大而减小,内外轨相同摩擦系数(变化范围在0.2～0.6之间)工况下,当摩擦系数分布标准差大于0.075时应在车轮磨耗仿真中加以考虑,外轨轨侧润滑工况下摩擦系数随机变化(变化范围在0.1～0.3之间)对车轮磨耗预测的影响较小。(3)基于实时客流量数据,建立车辆载重随运营时间变化的分段函数,对比分析车辆载重不同加载方式(恒载荷与变载重)在车轮磨耗预测方面的差异。结果表明,在前2.5万公里内,车辆变载重工况与恒载重工况仿真得到的车轮磨耗范围及磨耗深度基本无差异,随着仿真距离的增大,变载重工况仿真得到的车轮轮缘区域最大磨耗深度将大于恒载重工况的,但差异没有随着仿真距离的增大而发生较大变化。在运行3万公里后,变载重工况的轮缘区域最大磨耗深度平均比恒载重工况的大14.8%。变载重工况的车轮磨耗面积平均比恒载重工况大4.4%。恒载重工况的计算效率约是变载重工况的17.8倍。建议设置车辆载重时使用恒载重加载方式。(4)对比分析轨道线路不同建模方法以及不同磨耗更新限值在车轮磨耗仿真结果、建模复杂度与计算效率等方面的差异。结果表明,与线路等效法相比,全线模拟法建模较为复杂,但可以更好地模拟实际轨道线路;二者磨耗仿真结果差异较小,且均与实测结果较为吻合,但全线模拟法计算效率约是线路等效法的3.2倍。采用线路等效法建模可以较好地兼顾计算精度与效率。磨耗更新限值对轮缘磨耗量以及轮缘厚度仿真结果影响较大,建议设置为0.1 mm左右。

关键词：地铁车辆车轮磨耗预测轨道线路随机参数车辆载重轨道线路建模方法

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

基于数据驱动的动车组车轮磨耗分析与镟修策略优化研究

基于数据驱动的动车组车轮磨耗分析与镟修策略优化研究

引用

作者：邓银强中南大学

学位级别：硕士

动车组车轮的磨耗程度与服役健康状态对列车的运行安全性具有重要影响,尽管目前对动车组车轮采用了较为先进的自动检测手段,但大量的日常检测数据和车轮磨耗规律未得到充分利用。同时,车轮镟修作业主要依靠固定的期限或经验判断进行,存... 详细信息

动车组车轮的磨耗程度与服役健康状态对列车的运行安全性具有重要影响,尽管目前对动车组车轮采用了较为先进的自动检测手段,但大量的日常检测数据和车轮磨耗规律未得到充分利用。同时,车轮镟修作业主要依靠固定的期限或经验判断进行,存在过度镟修或镟修不合理问题,影响了动车组列车的运行效益,并带来安全隐患。所以,本文基于动车组车轮外形检测数据,围绕车轮磨耗分析与镟修策略优化开展深入研究。为了进行车轮外形磨耗分布范围和磨耗特征分析,建立了四阶多项式模型描述车轮踏面磨耗与运行里程的关系,从运行线路、车轮类型、车轮磨耗参数3项因素进行车轮磨耗的成因分析。利用相关性分析、高斯分布检验获取车轮外形参数对磨耗速率的影响规律,从而为后续车轮镟修作业考虑恢复踏面外形奠定基础。基于车轮外形及磨耗检测历史数据,提出了一种数据驱动的车轮磨耗预测模型。通过C-C法和主成分分析法从车轮外形检测数据中构造预测模型的数据样本,采用LM算法快速整定预测模型的权值,并通过OMP方法缩减隐含节点,从而构建了一个精简、准确的车轮磨耗预测模型。对比其他经典预测方法,证实了该预测模型的优势。针对动车组车轮“何时镟修”问题,构建了车轮磨耗与镟修损失闭环交替的车轮最佳镟修周期决策模型。在数据驱动的车轮磨耗预测模型的基础上,结合镟修量与镟修前后轮缘厚度、轮缘高度的近似模型,决策在不同镟修周期下,车轮处于磨耗与镟修损失闭环交替状态轮径值是否运用到限,从而得出车轮的期望使用寿命与镟修次数。针对动车组车轮“如何镟修”问题,提出整车车轮经济型镟修优化策略。采用重加权尺度最近迭代法配准所有仿射变形的车轮廓形,引入不同薄轮缘踏面外形镟修模板建立单轮镟修优化模型,在此基础上考虑车轮轮径差的行车要求和经镟修恢复后的车轮外形对磨耗特点的影响得到整车车轮经济型镟修结果,对比实际镟修车间能够减少21.1%镟修量。在以上建立理论模型工作的基础上,基于C#和SQL server数据库开发完成了列车车轮镟修优化决策系统。通过架构车轮检测数据访问层、功能实现业务逻辑层、操作结果可视化界面层,集成了车轮磨耗分析、车轮磨耗预测、整车车轮镟修方案快速生成等功能,从而为整车车轮镟修策略制定提供智能决策。图59幅,表16个,参考文献89篇

关键词：数据驱动磨耗特性车轮磨耗预测镟修周期制定镟修策略优化车轮镟修系统

来源：评论

学校读者我要写书评

暂无评论

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：