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基于线结构光移动扫描的钢轨连续廓形测量系统
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作者 蒋俊 赵冠闯 +3 位作者 施以旋 侯银庆 刘永乾 许海龙 《现代城市轨道交通》 2025年第3期58-64,共7页
钢轨作为轨道系统的主要结构部件,随着运营时间的增长表面廓形会发生变化,产生磨耗和各类病害,如何高效精准的对钢轨廓形进行测量与维护事关铁路运营安全。针对传统接触式测量方法存在效率低等问题,利用多线结构光视觉测量技术,结合移... 钢轨作为轨道系统的主要结构部件,随着运营时间的增长表面廓形会发生变化,产生磨耗和各类病害,如何高效精准的对钢轨廓形进行测量与维护事关铁路运营安全。针对传统接触式测量方法存在效率低等问题,利用多线结构光视觉测量技术,结合移动扫描方式,开发一种非接触式的钢轨连续廓形测量系统。系统基于激光三角测量原理,以线结构光传感器为核心测量元件,通过多传感器同步控制数据采集,获取多角度钢轨表面点云坐标,并通过点云数据的配准、融合等处理对钢轨廓形进行三维重建。系统装备被设计安装在轨检车车体下方,随着列车的运行实现对钢轨的连续扫描测量,能同时进行钢轨廓形、磨耗等项目检测。线路试验所得数据与现有SPM型钢轨廓形测量仪测量数据的对比结果表明,该系统能够在动态环境下实现钢轨廓形的高精度测量,当移动测量速度达到80 km/h时,其廓形精度达到0.1 mm,满足铁路维护要求。该系统具有测量速度快、非接触等优点,可显著提高钢轨廓形测量效率和准确性。 展开更多
关键词 轨道交通 线结构光 移动测量 钢轨廓形 点云数据
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基于多目标函数的钢轨打磨廓形优选研究
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作者 刘永乾 任尊松 +1 位作者 侯银庆 王军平 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期66-74,共9页
针对CR400BF和CRH5动车组6~8 Hz主频车体抖动问题,从改善轮轨关系角度出发,分别建立车轮踏面和钢轨廓形样本库,通过确定目标函数和设置边界条件求解得到优选钢轨廓形。建立实参数车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮轨接触弹塑性有限元模型... 针对CR400BF和CRH5动车组6~8 Hz主频车体抖动问题,从改善轮轨关系角度出发,分别建立车轮踏面和钢轨廓形样本库,通过确定目标函数和设置边界条件求解得到优选钢轨廓形。建立实参数车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮轨接触弹塑性有限元模型,通过仿真分析对比优选钢轨廓形和60N廓形的等效锥度、动力学指标和轮轨接触应力。按优选钢轨廓形进行钢轨打磨试验,结果表明:优选钢轨廓形与磨耗车轮踏面匹配时轮轨关系改善,等效锥度小于上限值0.4;与不同磨耗车轮踏面匹配时,优选钢轨廓形动力学指标优于60N,且轮轨接触应力和打磨量均更小;按优选钢轨廓形进行钢轨打磨后,CR400BF、CRH5动车组舒适度、平稳性指标分别减小15.7%、13.1%以上,车体振动加速度主频消除。优选钢轨廓形可有效缓解CR400BF和CRH5动车组车体抖动,优选方法和实施流程可为相关问题研究提供参考。 展开更多
关键词 车体抖动 多目标函数 钢轨廓形 钢轨打磨 轮轨关系
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柔性轮轨下轮轨波磨综合作用的振动特性研究 被引量:23
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作者 宋志坤 侯银庆 +3 位作者 胡晓依 张浩然 李强 成棣 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期33-40,共8页
运用ANSYS联合SIMPACK建立基于柔性轮轨下的某型高速动车组的车辆-轨道耦合振动模型,选取典型的车轮谐波磨耗(20阶,幅值0.01~0.03mm)及钢轨波磨(波长120~150mm,幅值0.01~0.04mm)进行综合分析,对比分析4种模型在不同磨耗下的振动特性... 运用ANSYS联合SIMPACK建立基于柔性轮轨下的某型高速动车组的车辆-轨道耦合振动模型,选取典型的车轮谐波磨耗(20阶,幅值0.01~0.03mm)及钢轨波磨(波长120~150mm,幅值0.01~0.04mm)进行综合分析,对比分析4种模型在不同磨耗下的振动特性。结果表明:模态共振导致柔性体振动幅值大于刚性体振动幅值,而远离模态共振时,柔性体产生的振动幅值小于刚性体振动幅值;考虑轮轨柔性状态时,轮轨非均匀磨耗综合作用产生的轮轨力大于单独考虑轮对或钢轨磨耗时产生的轮轨力;轮轨非均匀磨耗综合作用下产生的轮轨力、轮轨振动加速度随幅值增大而增大,与速度、钢轨波磨波长呈非线性关系;轮轨非均匀磨耗综合作用下,轮对振动加速度及轮轨垂向力呈周期性包络现象。 展开更多
关键词 轮轨谐波磨耗 柔性轮轨 轮轨作用力 振动加速度 包络现象
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基于CNN-SVM的深度卷积神经网络轴承故障识别研究 被引量:76
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作者 胡晓依 荆云建 +1 位作者 宋志坤 侯银庆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2019年第18期173-178,共6页
针对传统智能诊断方法过分依赖于信号处理和专家经验提取故障特征以及模型泛化能力差的问题,基于深度学习理论,提出将卷积神经网络算法结合SVM分类器搭建适于滚动轴承故障诊断的改进型深度卷积神经网络模型。从原始实测轴承振动信号出发... 针对传统智能诊断方法过分依赖于信号处理和专家经验提取故障特征以及模型泛化能力差的问题,基于深度学习理论,提出将卷积神经网络算法结合SVM分类器搭建适于滚动轴承故障诊断的改进型深度卷积神经网络模型。从原始实测轴承振动信号出发,模型逐层学习实现特征提取与故障识别,引入批量归一化、Dropout处理并改进模型分类器来提升轴承故障识别准确率、模型收敛速度和泛化能力。实验结果表明,优化后的深度学习模型可快速准确地提取轴承故障特征,针对不同类型、不同损伤程度的轴承可实现99%的识别准确率,并且模型有较强的泛化能力和强化学习能力。 展开更多
关键词 卷积神经网络 支持向量机 振动信号 故障识别
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基于柔性轮轨模型的车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动影响的仿真研究 被引量:21
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作者 胡晓依 侯银庆 +2 位作者 宋志坤 成棣 侯茂锐 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期81-89,共9页
采用ANSYS有限元软件结合SIMPACK动力学软件建立基于Timoshenko梁的柔性轨和柔性轮模型的车辆—轨道耦合动力学模型,以典型的高阶车轮谐波磨耗(阶次为18~21阶,幅值为0.01~0.04mm)激扰作为系统的输入激励,对比分析在柔性轮柔性轨模型与... 采用ANSYS有限元软件结合SIMPACK动力学软件建立基于Timoshenko梁的柔性轨和柔性轮模型的车辆—轨道耦合动力学模型,以典型的高阶车轮谐波磨耗(阶次为18~21阶,幅值为0.01~0.04mm)激扰作为系统的输入激励,对比分析在柔性轮柔性轨模型与刚性轮轨、柔性轮刚性轨和柔性轨刚性轮模型下高阶车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动响应的影响。结果表明:当车轮谐波磨耗激扰激发轮对固有模态引起共振时,基于柔性体模型计算出的振动响应幅值大于基于刚性体模型计算的结果,而当激扰频率远离共振模态频率时,基于刚性体模型计算的振动幅值大于基于柔性体模型计算的结果;总体上,轮轨垂向力、钢轨及轴箱振动加速度随着车轮谐波磨耗幅值、阶次及列车运行速度的增大而增大;在车辆速度300km·h-1、车轮多边形阶次为20时,车轮多边形幅值0.04mm激起的钢轨及轴箱振动加速度峰值约为幅值0.01mm下的2.5倍;当车轮多边形幅值固定、阶次由18阶增至21阶时,激起的钢轨振动加速度仅增大约1.6倍、轴箱振动加速度级增大约5.7dB,相较于多边形幅值而言,多边形阶次对轮轨系统振动响应的影响较小。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 柔性轮轨模型 耦合振动 轮轨垂向力 振动加速度
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有砟客运专线钢轨周期性不平顺整治技术研究 被引量:11
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作者 刘永乾 郭猛刚 +2 位作者 侯银庆 张紫龙 王军平 《中国铁路》 2020年第9期98-105,共8页
某有砟客运专线开通一段时间后出现周期性钢轨低塌不平顺、线路高低和轨枕空吊等现象,导致轨道质量指数(TQI)增大,人工维修成本大幅上升。轨面低塌位置分布在距焊缝大里程方向2.2~2.8 m,光带加宽6~10 mm,低塌和正常位置钢轨廓形存在明... 某有砟客运专线开通一段时间后出现周期性钢轨低塌不平顺、线路高低和轨枕空吊等现象,导致轨道质量指数(TQI)增大,人工维修成本大幅上升。轨面低塌位置分布在距焊缝大里程方向2.2~2.8 m,光带加宽6~10 mm,低塌和正常位置钢轨廓形存在明显差异。建立实参数车辆-轨道耦合系统动力学模型,结合TQI变化和线路调查数据,分析线路高低产生的形成机理。综合考虑问题特征、形成机理及不同类型打磨作业特点,创新性采用小机打磨、快速打磨和传统打磨多种作业相结合的打磨整治方案。打磨后周期性钢轨低塌不平顺和廓形差异基本消除,光带宽度均匀、位置居中,钢轨打磨质量指数(GQI)显著提升,轮轨垂向力和车体垂向振动加速度大幅降低、周期性消除;同时TQI保持稳定,人工维修成本大幅降低。该客运专线钢轨周期性不平顺问题得到的综合整治经验,为有砟客运专线同类问题的准确定位和有效解决提供参考思路。 展开更多
关键词 有砟线路 客运专线 钢轨不平顺 周期性 钢轨打磨 TQI GQI
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钢轨波磨对高速车辆动力学性能的影响 被引量:20
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作者 郭涛 侯银庆 +1 位作者 胡晓依 侯茂锐 《铁道建筑》 北大核心 2019年第3期111-115,共5页
运用ANSYS有限元软件及SIMPACK动力学软件联合建立高速动车组刚柔耦合动力学模型,选取客运专线高速区段典型的钢轨波磨(波长120~150 mm,波深0. 02~0. 06 mm),在充分考虑柔性轮对共振模态的基础上,研究钢轨波磨对车辆动力学性能的影响... 运用ANSYS有限元软件及SIMPACK动力学软件联合建立高速动车组刚柔耦合动力学模型,选取客运专线高速区段典型的钢轨波磨(波长120~150 mm,波深0. 02~0. 06 mm),在充分考虑柔性轮对共振模态的基础上,研究钢轨波磨对车辆动力学性能的影响。研究结果表明:轮轨垂向力、轴箱振动加速度级与构架振动加速度级均随着波深的增大而增大,随着速度的增大基本呈增大趋势,与波长呈反比关系。但个别速度及波长下由于通过频率与固有频率存在共振,会影响上述变化规律;通过频率为550~600 Hz时,一系弹簧与减振器对轴箱振动的隔振效果较差。 展开更多
关键词 客运专线 钢轨波磨 仿真分析 柔性轮对 轮轨作用力 振动加速度级
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钢轨打磨对重载铁路小半径曲线钢轨波磨的影响 被引量:2
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作者 白新荣 刘飞 +2 位作者 代向楠 侯银庆 梁瑞峰 《铁道建筑》 北大核心 2022年第12期72-76,共5页
针对朔黄铁路半径400 m曲线区段的钢轨波磨问题实施了个性化钢轨廓形打磨,基于C80货车和曲线线路参数建立了车辆-轨道耦合动力学模型,仿真研究了钢轨打磨前后各项车辆动力学性能、曲线通过能力,给出了波长200~500 mm时打磨前后波深安全... 针对朔黄铁路半径400 m曲线区段的钢轨波磨问题实施了个性化钢轨廓形打磨,基于C80货车和曲线线路参数建立了车辆-轨道耦合动力学模型,仿真研究了钢轨打磨前后各项车辆动力学性能、曲线通过能力,给出了波长200~500 mm时打磨前后波深安全限值。结果表明:钢轨打磨很难彻底消除波长300 mm以上的波磨,但可以大幅降低轮轨力、轮轨蠕滑力、车体和侧架振动加速度等动力学指标;钢轨打磨后曲线上股轮轨接触形式由轨顶和轨侧两点接触变为贴合式接触,且上下股轮径差增大,车辆通过能力和安全性提升,钢轨磨耗指数显著降低,相较打磨前波深安全限值提升约0.2 mm。 展开更多
关键词 重载铁路 钢轨打磨 数值模拟 波磨 动力学指标 曲线通过能力
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高速铁路道岔综合维修整治方案 被引量:2
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作者 李晓光 金琳涵 +4 位作者 王磊 闫洪贺 侯银庆 刘永乾 张宇超 《铁道建筑》 北大核心 2023年第8期22-27,共6页
针对一高速铁路18号道岔叉跟尖轨剥离掉块频发的问题,通过现场调研综合分析了叉跟尖轨疲劳伤损产生原因,并结合目前道岔大机打磨受限情况,提出了道岔几何尺寸调整与道岔小机群打磨相结合的综合维修整治方案。结果表明:病害产生的原因包... 针对一高速铁路18号道岔叉跟尖轨剥离掉块频发的问题,通过现场调研综合分析了叉跟尖轨疲劳伤损产生原因,并结合目前道岔大机打磨受限情况,提出了道岔几何尺寸调整与道岔小机群打磨相结合的综合维修整治方案。结果表明:病害产生的原因包括欠打磨疲劳伤损未得到及时消除、廓形不良与几何尺寸恶化共同作用加剧了动车组道岔通过时轮轨横向冲击振动;本文提出的综合维修整治方案能够有效弥补小机单独打磨作业时的缺陷,在提高作业效率的同时彻底消除钢轨鱼鳞伤,修正钢轨廓形,改善轮轨接触关系,提高动车组道岔通过时的运行品质。 展开更多
关键词 高速铁路道岔 综合维修整治方案 轮轨关系 光带 振动加速度
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