检索结果-内蒙古大学图书馆

中国铁道科学 2020年第6期41卷 135-144页

作者：成棣孙琛胡晓依杨光孙丽霞侯茂锐中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心北京100081 北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所北京100081

针对CRH3平台动车组因轮轨匹配等效锥度较低导致的车体低频晃动问题,在仿真再现晃车现象的基础上,选择横向平稳性指标、临界速度、磨耗指数作为车轮型面优化的3个目标函数,采用Isight软件进行最优拉丁超立方试验设计,建立多目标RBF近似... 详细信息

针对CRH3平台动车组因轮轨匹配等效锥度较低导致的车体低频晃动问题,在仿真再现晃车现象的基础上,选择横向平稳性指标、临界速度、磨耗指数作为车轮型面优化的3个目标函数,采用Isight软件进行最优拉丁超立方试验设计,建立多目标RBF近似模型;应用NSGA-Ⅱ遗传算法进行模型的求解寻优,获得优化型面Opt,并进行轮轨接触几何、车辆动力学以及磨耗预测3个方面的优化验证。结果表明:晃车区段钢轨工作边存在过打磨问题;Opt型面相对LMB型面,降低了轮缘高度,减小了轮缘厚度,平缓了轮缘根部;Opt型面与60N廓形匹配时等效锥度提升至0.110,与60NM (过打磨钢轨)廓形匹配时等效锥度提升至0.086;Opt型面与60N廓形匹配时临界速度为785 km·h-1,较LMB型面增加14.43%;Opt型面与60NM廓形匹配时临界速度为515 km·h-1,横向平稳性指标小于2,不存在晃车问题;Opt型面对轨面廓形的适应能力优于LMB型面;20万km磨耗预测结果也验证Opt型面的磨耗和车辆动力学情况优于LMB型面。

关键词： CRH3平台动车组车轮型面低锥度晃车多目标优化轮轨磨耗车辆动力学

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高速列车半主动悬挂可变刚度和阻尼减振器适应性研究

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振动工程学报 2020年第4期33卷 772-783页

作者：金天贺刘志明任尊松张晓军李响北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 北京航天测控技术有限公司北京100041 中车唐山机车车辆有限公司河北唐山063035

针对中国高速列车运行速度高、运营里程长、轮轨磨耗加剧,被动悬挂式抗蛇行减振器适应性较差,导致转向架抗蛇行稳定性能不足的情况,开展半主动悬挂抗蛇行减振器研究。首先,基于高速列车悬挂系统非线性和轮轨接触非线性特征,建立了高速... 详细信息

针对中国高速列车运行速度高、运营里程长、轮轨磨耗加剧,被动悬挂式抗蛇行减振器适应性较差,导致转向架抗蛇行稳定性能不足的情况,开展半主动悬挂抗蛇行减振器研究。首先,基于高速列车悬挂系统非线性和轮轨接触非线性特征,建立了高速列车模型、磁流变阻尼器模型、可变刚度和阻尼抗蛇行减振器模型;然后分析了抗蛇行刚度和阻尼参数对新轮轨和磨耗轮轨的车辆动力学性能的影响,并针对磨耗轮轨接触提出了半主动悬挂控制策略;最后,对比分析了被动悬挂和半主动悬挂车辆运行性能的差异。结果表明:通过采用半主动悬挂调整抗蛇行减振器的刚度和阻尼参数可大幅改善磨耗轮轨接触的车辆运行性能,保证构架不发生蛇行失稳,与采用被动悬挂抗蛇行减振器的车辆相比,车体横向加速度和构架横向加速度分别降低22.4%和16.0%。

关键词：半主动悬挂高速列车抗蛇行减振器刚度阻尼轮轨磨耗

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复杂运营条件下重载货车车轮磨耗发展的数值预测

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同济大学学报（自然科学版） 2019年第1期47卷 71-78页

作者：王璞王树国中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

建立了复杂运营条件下重载货车车轮磨耗发展的数值预测模型,并编制了计算程序.基于Archard材料磨损理论,在车辆-轨道耦合动力学和轮轨滚动接触分析基础上进行磨耗分布计算;通过多工况仿真并引入权重因子来实现对实际复杂运营条件的模拟... 详细信息

建立了复杂运营条件下重载货车车轮磨耗发展的数值预测模型,并编制了计算程序.基于Archard材料磨损理论,在车辆-轨道耦合动力学和轮轨滚动接触分析基础上进行磨耗分布计算;通过多工况仿真并引入权重因子来实现对实际复杂运营条件的模拟;采用自适应步长算法进行车轮型面更新,可有效改善数值模型稳定性和可靠性.基于所建模型对大秦铁路实际运营条件下货车车轮的磨耗发展过程进行预测分析,结果表明:随运行里程增加各车轮磨耗均不断增大,但磨耗发展呈逐渐减缓趋势.各车轮磨耗主要分布在名义滚动圆两侧走行区域,起导向作用的车轮磨耗分布范围更宽.各车轮在靠近轮缘侧的磨耗发展均更快,导向轮对车轮这一特征更为明显.计算结果验证了模型的合理性.

关键词：重载铁路轮轨磨耗车辆-轨道耦合动力学轮轨接触数值迭代

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减振器特性参数对高速动车组临界速度的影响研究

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机械工程学报 2017年第6期53卷 138-144页

作者：秦震周素霞孙晨龙陈金祥龙文波张晓军王成国罗金良北京建筑大学机电与车辆工程学院北京100044 北京建筑大学城市轨道交通车辆服役性能保障北京市重点实验室北京100044 北京铁路局车辆处北京100860 中车唐山机车车辆有限公司唐山063035 中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京100081 山东凌博瑞轨道交通科技有限公司菏泽274000

为得到油压减振器特性参数对高速动车组临界速度和轮轨磨耗的影响,以CRH380B型动车组为实例,基于车辆动力学理论,采用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,对二系横向减振器、抗蛇行减振器的橡胶节点刚度和阻尼特性进行研究。结果表明... 详细信息

为得到油压减振器特性参数对高速动车组临界速度和轮轨磨耗的影响,以CRH380B型动车组为实例,基于车辆动力学理论,采用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,对二系横向减振器、抗蛇行减振器的橡胶节点刚度和阻尼特性进行研究。结果表明:抗蛇行减振器橡胶节点刚度最优值在10~12 MN/m范围内,当节点刚度小于此范围时,临界速度显著下降,轮轨磨耗功率缓慢增加;节点刚度大于此范围时,临界速度缓慢下降,但磨耗功率急剧增加。二系横向减振器橡胶节点刚度对临界速度和轮轨磨耗的影响较小,其最优取值为4.25 MN/m。抗蛇行减振器和二系横向减振器阻尼特性对临界速度和轮轨磨耗均有一定影响。

关键词：减振器特性参数高速动车组临界速度轮轨磨耗

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考虑打磨量的重载钢轨打磨廓形优化设计

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西南交通大学学报 2022年第4期57卷 805-812页

作者：吴磊康彦兵董勇张华鹏西南交通大学机械工程学院四川成都610031

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量,建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法,设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型,并对不同优化策略的优化结果进行了分析.首先,通过矩阵旋转... 详细信息

为在重载钢轨打磨廓形优化设计中最小化钢轨打磨量,建立了打磨量的钢轨廓形对齐及计算方法,设计以轮轨磨耗指数、轮轨接触应力以及钢轨打磨量为优化子目标的综合优化评价模型,并对不同优化策略的优化结果进行了分析.首先,通过矩阵旋转变换、曲线拟合及样条插值等理论建立钢轨廓形自动对齐算法,并计算目标廓形打磨量;其次,考虑轮轨磨耗指数、接触应力以及钢轨打磨量,建立综合优化目标函数,采用遗传算法并联合车辆轨道动力学仿真模型求解优化钢轨打磨廓形;最后,运用所建立的钢轨廓形优化设计模型计算分析不同优化策略的设计结果.研究结果表明:同时考虑轮轨磨耗、轮轨接触应力和钢轨打磨量,优化后曲线外、内轨廓形平均磨耗指数相比初始廓形下降68.9%,内轨接触应力下降39.1%,打磨量下降21.8%,优化效果最佳;只考虑轮轨磨耗和接触应力时,优化后曲线外轨廓形磨耗指数和内轨接触应力下降较为明显,但打磨量下降速率相对较慢,仅为11.3%;只考虑打磨量时,优化后钢轨廓形打磨量下降最快,为24.4%,但轮轨接触应力显著变大.

关键词：重载钢轨打磨量轮轨磨耗轮轨接触应力廓形优化

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面向磨耗和应力的曲线钢轨廓形优化设计

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机械工程学报 2022年第10期58卷 245-253页

作者：吴磊董勇康彦兵唐彦玲张华鹏西南交通大学机械工程学院成都610031

为了缓解重载曲线钢轨易出现的磨耗严重、接触应力大的问题,建立曲线钢轨廓形非对称优化设计方法,分析优化策略对轮轨磨耗和轮轨接触应力的影响。基于车辆-轨道动力学理论、轮轨磨耗理论、赫兹接触理论、遗传优化算法、层次分析法,以钢... 详细信息

为了缓解重载曲线钢轨易出现的磨耗严重、接触应力大的问题,建立曲线钢轨廓形非对称优化设计方法,分析优化策略对轮轨磨耗和轮轨接触应力的影响。基于车辆-轨道动力学理论、轮轨磨耗理论、赫兹接触理论、遗传优化算法、层次分析法,以钢轨廓形离散点坐标为优化变量,以车辆动力学性能指标和钢轨几何特征为约束条件,以磨耗和应力作为优化目标,获得曲线钢轨廓形非对称优化设计方法。运用该方法研究在优化迭代中只考虑磨耗、只考虑应力和同时考虑磨耗-应力的三种优化设计策略。结果表明,与现场实际钢轨廓形相比,只考虑磨耗的设计策略会导致应力上升24%,综合评价指数上升8%;只考虑应力的策略会导致磨耗上升149%,综合评价指数上升258%;同时优化磨耗和应力的策略使磨耗和应力分别下降32%和22%,综合评价指数下降17%;最优钢轨廓形在能够提供较大轮对横移量的同时并没有加剧轮缘磨耗,更有利于曲线通过;随着速度和载重的增大,最优钢轨廓形的磨耗指数、接触应力以及脱轨系数等性能指标相比实测廓形更小。

关键词：轮轨磨耗接触应力廓形匹配优化设计

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CRH_2-300型动车组车轮型面的多目标优化研究

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中国铁道科学 2014年第5期35卷 78-85页

作者：成棣侯茂锐陈波李兰刘金朝王成国常崇义中国铁道科学研究院铁道科学技术研究发展中心北京100081 中国铁道科学研究院高速轮轨关系实验室北京100081 中国铁道科学研究院基础设施检测中心北京100081

采用ADAMS/Rail软件建立CRH2-300型动车组的动力学仿真模型,并采用京津城际铁路CRH2-300型动车组300km·h-1速度下的实测数据验证仿真模型的准确性;选择武广客运专线所占比例较大的前3位线路线型(直线线路及9 000和10 000m半径曲线... 详细信息

采用ADAMS/Rail软件建立CRH2-300型动车组的动力学仿真模型,并采用京津城际铁路CRH2-300型动车组300km·h-1速度下的实测数据验证仿真模型的准确性;选择武广客运专线所占比例较大的前3位线路线型(直线线路及9 000和10 000m半径曲线线路)的实际参数建立2个线路模型;选择轮轨磨耗指数、临界速度和横向乘坐舒适性作为CRH2-300型动车组车轮型面优化的目标函数,以横向和垂向乘坐舒适性指标、一位轮对脱轨系数、轮轨最大接触应力、轮轨横向力、车轮表面疲劳因子和动车组临界速度应满足的工程应用条件为约束条件,建立CRH2-300型动车组车轮型面多目标优化设计的数学模型。结果表明:装配优化的型面车轮可使CRH2-300型动车组的临界速度较装配LMA型面车轮时提高23%,且轮轨磨耗指数降低18%。

关键词：高速动车组车轮型面动力学仿真多目标优化模型轮轨磨耗临界速度

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重载铁路不同轴重工况下轮轨材料磨损性能与损伤行为研究

重载铁路不同轴重工况下轮轨材料磨损性能与损伤行为研究

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作者：戴晓龙华东交通大学

学位级别：硕士

现代化货运重载铁路朝着重载化、智能化的道路发展是必然选择。列车轴重持续增加会导致铁路用材料的损伤不断加剧,列车通常小半径曲线时由于侧磨会导致轮轨磨耗异常,而频繁的淘汰旧轨,使用新轨又造成成本增加和经济损失。为此,大力推进... 详细信息

现代化货运重载铁路朝着重载化、智能化的道路发展是必然选择。列车轴重持续增加会导致铁路用材料的损伤不断加剧,列车通常小半径曲线时由于侧磨会导致轮轨磨耗异常,而频繁的淘汰旧轨,使用新轨又造成成本增加和经济损失。为此,大力推进研究重载铁路不断轴重化对车轮和钢轨材料的磨损和损伤行为的影响对推动我国重载铁路的技术和材料发展有至关重要的作用。本文重点对重载铁路轴重30 t以上时轮轨材料的磨损性能和损伤机制进行了研究,利用自行研制的JD-DRCF/M试验机模拟了四种不同轴重工况下的轮轨滚动接触行为。通过分析研究,本文的主要结论如下:(1)四种轴重工况下的黏着系数随轴重增加而降低,同时四组黏着系数在整个磨损循环周期内存在持续下降趋势,轴重越大下降幅度越大;在轴重为40 t和45 t时,最小黏着系数均低于0.2。(2)轴重对轮轨材料的磨耗影响显著,车轮和钢轨的磨耗均随轴重的增加呈现增加趋势,在四种不同轴重工况中车轮试样磨损量是钢轨磨损量的6-10倍,当轴重由30 t增加至40 t时车轮材料磨耗表面出大幅度增加趋势,磨耗增加了1倍以上。结合车轮和钢轨材料的表面损伤形貌,车轮磨损表面存在许多剥落坑、材料起皮和疲劳裂纹;而钢轨磨损表面较为光滑,主要以剥层损伤为主,不同的损伤机制导致了车轮和钢轨材料的磨耗的明显差异。(3)车轮和钢轨的近表层疲劳裂纹扩展机制有着很大不同,车轮的裂纹往往是平行于材料表面扩展,起源于表面的裂纹扩展到一定深度时会产生分支裂纹;钢轨材料裂纹向着材料深处扩展,且裂纹数量明显比车轮材料多,轴重30 t以上时还会出现从材料内部萌生的细长裂纹。当轴重为45 t时,由于极端的正应力和切应力的共同作用,车轮材料和钢轨材料表层会出现两条平行裂纹中材料破碎现象,车轮表层分布着致密的数条裂纹,以至于难以分清主裂纹。(4)磨屑的形貌和尺寸由轮轨材料的去除形式决定,车轮材料的疲劳裂纹主要平行于表面扩展,导致车轮材料剥落面积较大和厚度较大;钢轨材料的疲劳裂纹向深处扩展,裂纹与裂纹连接导致较小的材料断裂。所以小尺寸磨屑主要来自于钢轨材料,厚而大的磨屑主要来自车轮材料。轴重与磨屑尺寸没有呈正增长趋势,其中磨屑尺寸呈现先减小后增大发展趋势。当轴重在40 t以上时,磨屑表面出现裂纹。

关键词：重载铁路轴重轮轨磨耗疲劳裂纹有限元仿真

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我国重载货车转向架曲线性能对比仿真

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西南交通大学学报 2019年第3期54卷 619-625页

作者：杨春雷黄运华李芾湖北民族大学新材料与机电工程学院湖北恩施445000 西南交通大学机械工程学院四川成都610031

为比较我国研制的 27 t 轴重侧架交叉支撑转向架和副构架径向转向架的低动力作用性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论和两种转向架的具体结构,分别建立了车辆-轨道耦合动力学模型,应用车辆与线路最佳匹配设计方法,对两种转向架的曲线通过... 详细信息

为比较我国研制的 27 t 轴重侧架交叉支撑转向架和副构架径向转向架的低动力作用性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论和两种转向架的具体结构,分别建立了车辆-轨道耦合动力学模型,应用车辆与线路最佳匹配设计方法,对两种转向架的曲线通过性能进行了仿真计算,并以轮对摇头角、轮轨横向力和轮轨磨耗功等参数与传统转向架进行了对比分析.仿真结果表明:在曲线半径小于 800 m 线路上,相对传统转向架,两种转向架能有效降低轮轨动力作用,且副构架径向转向架降低轮轨磨耗更具优势;但随曲线半径增大和受线路不平顺影响,径向转向架的径向作用会逐渐弱化;当曲线半径超过 1 000 m 后,两者的轮轨磨耗基本相当,即利用径向转向架来降低轮轨磨耗的效果不明显.

关键词：车辆工程侧架交叉支撑转向架副构架径向转向架曲线通过低动力作用轮轨磨耗

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地铁车轮磨耗测试及数值仿真

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工程力学 2016年第1期33卷 201-208,245页

作者：于春广陶功权南车青岛四方机车车辆股份有限公司山东青岛266111 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

对某地铁线路的车轮磨耗进行了跟踪测试,掌握了该线路车轮磨耗特征;从轮轨关系研究的角度,分析了轮缘异常磨耗的原因;建立了地铁车辆动力学仿真模型,结合基于磨耗功的车轮磨耗评价方法,提出了车轮磨耗减缓措施。车轮磨耗测试结果表明,... 详细信息

对某地铁线路的车轮磨耗进行了跟踪测试,掌握了该线路车轮磨耗特征;从轮轨关系研究的角度,分析了轮缘异常磨耗的原因;建立了地铁车辆动力学仿真模型,结合基于磨耗功的车轮磨耗评价方法,提出了车轮磨耗减缓措施。车轮磨耗测试结果表明,该线路地铁车轮以轮缘磨耗为主,且存在轮缘偏磨现象;轮缘缺乏润滑和线路小半径曲线分布不对称是造成轮缘磨耗过大和轮缘偏磨的主要原因。仿真结果表明,适当降低一系纵向刚度有利于减缓车轮磨耗;采用轮缘润滑或小半径曲线外轨轨侧涂油等方式降低摩擦系数,能显著降低轮缘和轨侧磨耗,摩擦系数每减小0.05,轮轨磨耗将降低约16.1%;载客量的大小对轮轨磨耗具有一定的影响,轴重每增加1 t,轮轨磨耗将增大约4.8%。针对所调查的地铁线路实际情况,建议对小半径曲线外轨采取涂油措施,以减小轮缘和轨侧磨耗;此外,定期对车辆进行掉头运行,以减缓轮缘偏磨现象。

关键词：地铁车轮轮轨磨耗数值仿真曲线通过车辆动力学

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