基于频响函数的车轮多边形磨耗车载定量诊断方法 被引量：1

1

作者 许文天 梁树林 +3 位作者 池茂儒 蔡吴斌 陶功权 吴兴文 《中国机械工程》 北大核心 2025年第5期942-953,共12页

车轮多边形磨耗问题对我国高速动车组安全运营造成困扰,目前车轮多边形磨耗车载监测的准确率仍远不尽如人意。传统二次积分方法在诊断车轮多边形时存在局限,这主要是因为它们未能有效地排除来自钢轨粗糙度的干扰,同时也没有充分考虑轮... 车轮多边形磨耗问题对我国高速动车组安全运营造成困扰,目前车轮多边形磨耗车载监测的准确率仍远不尽如人意。传统二次积分方法在诊断车轮多边形时存在局限,这主要是因为它们未能有效地排除来自钢轨粗糙度的干扰,同时也没有充分考虑轮轨系统固有模态对测量结果的影响。提出一种基于频率响应函数的车轮多边形磨耗定量诊断方法,利用梳状滤波器滤除钢轨粗糙度的影响,留下更“纯”的车轮多边形响应成分,然后利用频率响应函数修正了结构固有模态的影响,从而由轴箱振动信号定量诊断多边形阶次和粗糙级。经过仿真与实测数据验证,相比于二次积分方法,所提方法面对各阶次时均能取得更佳的诊断效果,对车轮粗糙级的平均估计误差不高于3.5 dB,明显小于二次积分方法的最高估计误差14 dB。研究结果表明,所提方法适应范围更广、准确性更高,具有一定的科学和工程意义。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 轴箱振动加速度 车载诊断 频响函数 梳状滤波器

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基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法研究 被引量：1

2

作者 戴成昊 许文天 +3 位作者 彭佳宁 崔利通 梁树林 池茂儒 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第6期205-213,共9页

针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮... 针对目前车轮多边形动态检测方法存在无法定量识别多边形、准确率低等不足,提出一种基于Kriging代理模型的车轮多边形识别方法,该方法利用轴箱垂向振动加速度与车轮粗糙度级之间的关系,通过逆向求解计算车轮粗糙度级,进而定量判断车轮多边形磨耗情况。首先建立考虑柔性车轮的车辆动力学模型,在不同车速下以不同多边形阶次、粗糙度级的车轮多边形为激励做了大量仿真;通过Kriging代理模型构造了不同阶次下轴箱垂向振动加速度振动级关于车速、车轮粗糙度级的响应曲面;将实测轴箱加速度振动级和车速作为输入,代入KSM(Kriging Surrogate Model)响应曲面得到预测的车轮粗糙度级,并根据ISO 3095:2013标准判断车轮多边形磨耗严重程度。研究结果表明,在较为严重的多边形阶次下,预测的车轮粗糙度级与实际值基本一致,最小绝对误差可达0.14 dB/μm,最大绝对误差不超过1.50 dB/μm。此外,研究车轮多边形特征规律时发现:振动级与车轮粗糙度级是近似线性的关系,表明振动级作为研究车轮多边形的指标能够很好地反映轴箱加速度和车轮粗糙度级之间的关系;振动级随阶次和车速的变化规律呈现复杂的非线性关系,表明在制定车轮多边形限值时应考虑车速与阶次的影响。文中提出一种能够定量识别车轮多边形的方法,该方法在车轮多边形故障诊断应用中具有一定的理论意义和工程价值。 展开更多

关键词 铁道车辆 车轮多边形 Kriging代理模型 轴箱振动 车轮粗糙度级 识别方法

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基于特征融合变维卷积神经网络的高铁轮轨不良状态识别方法 被引量：1

3

作者 彭佳宁 池茂儒 +3 位作者 梁树林 许文天 崔利通 戴成昊 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期223-233,共11页

高速列车轮轨状态对车辆服役安全性影响较大,轮轨状态不良会加剧轮轨间相互作用,不仅影响车辆运营安全,而且对乘客乘坐舒适性产生影响。在轮轨不良状态中,车轮多边形和钢轨波磨问题尤为突出,传统车载轮轨监测方法诊断精度较低、结果反... 高速列车轮轨状态对车辆服役安全性影响较大,轮轨状态不良会加剧轮轨间相互作用,不仅影响车辆运营安全,而且对乘客乘坐舒适性产生影响。在轮轨不良状态中,车轮多边形和钢轨波磨问题尤为突出,传统车载轮轨监测方法诊断精度较低、结果反馈不及时,易导致轮轨状态持续恶化,所以轮轨状态的高质量快速诊断问题亟待解决。建立某型高速动车组刚柔耦合模型,制作了干扰性较强的轮轨不良状态数据集,仿真获得不同工况下的轴箱垂向振动加速度,提出一种基于轴箱垂向振动加速度的时、频域特征融合变维卷积神经网络对轮轨状态进行识别,实现了对列车轮轨状态快速、准确识别,解决了时频分析、主成分分析方法以及现有车载轮轨状态监测系统在复杂工况下轮轨状态判别困难的问题。该诊断模型在一维卷积神经网络对振动时间序列和对应频谱序列进行快速降维的基础上,将时、频特征融合并升维重排形成时频特征图,采用二维卷积神经网络对小尺寸时频特征图进行特征提取和轮轨状态判别。结果表明,该模型在无需进行复杂信号处理和信号主成分分析的情况下,仿真测试集准确率达到95%以上,实测数据集准确率较高且响应时间较短,研究成果对轮轨健康在线监测具有一定的理论意义。 展开更多

关键词 高速列车 车轮多边形 钢轨波磨 特征融合 变维卷积神经网络

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轴箱布置设计与车辆动力学性能的协调匹配研究

4

作者 张雄飞 关庆华 +1 位作者 梁树林 温泽峰 《铁道学报》 北大核心 2025年第9期75-83,共9页

以内、外置式轴箱车辆为例,研究轴箱布置形式对车辆蛇行运动稳定性、曲线通过性能和滚摆振动特性的协调匹配条件。轴箱布置形式会引起轮对质量及转动惯量以及一系悬挂位置的变化,其中,一系悬挂位置的变化对车辆动力学性能影响最为明显... 以内、外置式轴箱车辆为例,研究轴箱布置形式对车辆蛇行运动稳定性、曲线通过性能和滚摆振动特性的协调匹配条件。轴箱布置形式会引起轮对质量及转动惯量以及一系悬挂位置的变化,其中,一系悬挂位置的变化对车辆动力学性能影响最为明显。利用Routh-Hurwitz稳定性判据推导一系悬挂定位刚度与等效锥度的轮对蛇行稳定性匹配公式,可实现内、外置轴箱车辆的等临界速度设计。根据转向架稳态曲线通过平衡方程,推导转向架曲线通过的状态参数显式解,据此确定曲线通过性能的悬挂参数与等效锥度协调条件,可实现内、外置轴箱车辆的等曲线通过性能设计。基于等侧滚角刚度原则提出内、外置式轴箱车辆的匹配原则,通过调整一系悬挂垂向刚度可实现两种轴箱布置形式车辆的同等抗侧滚能力设计,并对一系悬挂垂向刚度变化引起车辆垂向振动特性变化进行分析。提出的设计原则及公式,可广泛应用于新型轨道车辆转向架结构的设计,并可作为车辆主动悬挂及导向系统控制策略的制定依据。 展开更多

关键词 轴箱布置 蛇行运动稳定性 曲线通过性能 滚摆振动 车辆动力学

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高速轮轨动态大蠕滑黏着行为试验初探

5

作者 任坤华 黄双超 +4 位作者 耿辰 齐洪峰 赵鑫 梁树林 温泽峰 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第11期1653-1665,共13页

在1:3比例双盘试验台上开展了涵盖不同第三介质、速度及轴重的动态大蠕滑黏着试验,最高线速度250 km/h,获得了轮轨力、蠕滑率、黏着系数及黏滑曲线等动态测试结果,分析了黏着系数的动态变化特征和第二峰现象,并利用测得的振动加速度解... 在1:3比例双盘试验台上开展了涵盖不同第三介质、速度及轴重的动态大蠕滑黏着试验,最高线速度250 km/h,获得了轮轨力、蠕滑率、黏着系数及黏滑曲线等动态测试结果,分析了黏着系数的动态变化特征和第二峰现象,并利用测得的振动加速度解释了部分动态现象.结果表明:轮轨力和黏着系数均呈现明显的动态效应,在液体第三介质下尤为突出;水介质下黏着系数波动范围不随速度显著变化,但其重要性因黏着水平的降低而愈发凸显,如在250 km/h速度下第一峰处黏着系数谷值仅0.020,动态低黏着风险加剧;在防冻液、油、肥皂水和水等介质下,黏着系数均值依次递增,第二峰仅在水介质下发生,而黏着波动在防冻液下极小;轴重13.0、14.5、17.0 t变化对动态黏滑曲线影响有限且不单调.最后,基于CR450动车组轴重下试验数据,构建了Polach架构的准稳态黏着模型及黏滑曲面,为试验结果应用及后续分析提供重要的参考. 展开更多

关键词 轮轨黏着 动态效应 大蠕滑 "第二峰"现象 Polach模型

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外圈故障状态下动车组轴箱轴承振动响应影响因素分析

6

作者 乔笑冉 梁树林 +2 位作者 杨晨 许文天 孙昭意 《轴承》 北大核心 2025年第1期111-117,共7页

针对轴箱轴承故障下的动力学响应问题,将滚子设为刚性体,其他部件设为柔性体,构建了带外滚道剥落故障的双列圆锥滚子轴承的刚柔耦合有限元模型,研究了故障尺寸、故障位置以及载荷变化对轴承动态响应的影响。结果表明:刚柔耦合模型既改... 针对轴箱轴承故障下的动力学响应问题,将滚子设为刚性体,其他部件设为柔性体,构建了带外滚道剥落故障的双列圆锥滚子轴承的刚柔耦合有限元模型,研究了故障尺寸、故障位置以及载荷变化对轴承动态响应的影响。结果表明:刚柔耦合模型既改善了全刚性体振动响应偏大的问题,又避免了全柔性体计算时间过长的缺点;轴承的故障尺寸越大,故障位置越接近承载区,轴承载荷越大,振动信号显示出的故障特征越明显,故障尺寸达到一定程度时故障特征将由单冲击变为双冲击;径向载荷对轴承故障响应的影响远大于轴向载荷。 展开更多

关键词 滚动轴承 轴箱轴承 双列圆锥滚子轴承 故障特征 振动响应 动力学仿真

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高速动车组轴箱异常振动原因分析与解决措施

7

作者 张艺怀 池茂儒 +2 位作者 梁树林 蔡吴斌 谢雨辰 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第12期233-241,共9页

针对动车组高速状态下出现轴箱异常振动现象,首先基于车辆在不同速度等级下运行时轴箱垂向加速度实测数据进行分析,发现该异常振动发生在车辆运行速度超过350 km/h之后,且频率主要集中在40 Hz附近。为了找到异常振动产生的原因,建立车辆... 针对动车组高速状态下出现轴箱异常振动现象,首先基于车辆在不同速度等级下运行时轴箱垂向加速度实测数据进行分析,发现该异常振动发生在车辆运行速度超过350 km/h之后,且频率主要集中在40 Hz附近。为了找到异常振动产生的原因,建立车辆-轨道耦合系统动力学模型,并通过SIMPACK动力学仿真方法对异常振动原因进行分析。通过分析认为,当车辆速度超过350 km/h后,车轮偏心激励频率和P2共振频率的耦合作用导致轴箱垂向异常振动现象,当车速达到400 km/h时,异常振动最为剧烈。为了解决这种异常振动问题,提出一种通过调节车辆和轨道关键参数以及控制车轮偏心径跳幅值的解决方法,研究相关参数取值对异常振动的影响。研究表明,簧下质量、扣件刚度和扣件间距的数值分别在1.955 t、20 kN/mm和0.7 m时轴箱异常振动幅值最大,当分别减小簧下质量到1.155 t、增大扣件刚度到40 kN/mm和减小扣件间距至0.3 m时,由于P2共振和车轮偏心激励的耦合作用得到缓解,轴箱异常振动幅值分别可降低39.2%、39.8%和45.3%。同时,车轮偏心径跳幅值从0.2 mm降为0.06 mm时,轴箱异常振动幅值可降低69.5%。因此,考虑到车轮偏心现象的顽固性,认为调节上述参数为主而车轮镟修为辅可以作为解决轴箱异常振动的必要措施。 展开更多

关键词 动车组 异常振动 柔性轨道 P2共振 车轮偏心

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开关型抗蛇行减振器在高速列车中的应用研究

8

作者 池长欣 常崇义 +2 位作者 梁树林 池茂儒 高红星 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页

为解决高速列车运动稳定性与曲线通过能力之间的固有矛盾,提出一种阻尼可调的开关型抗蛇行减振器。基于可压缩流体的压力-流量特性和Simulink仿真软件建立其非线性力学模型,并通过减振器台架试验初步验证了模型的准确性,结合Simpack仿... 为解决高速列车运动稳定性与曲线通过能力之间的固有矛盾,提出一种阻尼可调的开关型抗蛇行减振器。基于可压缩流体的压力-流量特性和Simulink仿真软件建立其非线性力学模型,并通过减振器台架试验初步验证了模型的准确性,结合Simpack仿真软件构建开关型抗蛇行减振器与某速度350 km/h动车组动力学联合仿真模型,研究不同开关状态下的车辆动力学性能;以识别小半径曲线为核心,基于抗蛇行减振器两端相对位移提出一种易于工程化的开关控制策略,并进行仿真验证。结果表明:开关型抗蛇行减振器开关打开状态有助于提升小半径曲线通过性能;相比传统抗蛇行减振器,易于工程化的开关控制策略能够在不影响车辆原有动力学性能前提下,大幅降低小半径曲线工况下的轮轨横向力,有效提升了小半径曲线通过性能。 展开更多

关键词 开关型抗蛇行减振器 运动稳定性 曲线通过能力 开关控制策略。

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基于3种典型踏面的高速转向架稳定性研究 被引量：12

9

作者 梁树林 朴明伟 +1 位作者 郝剑华 兆文忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期57-63,共7页

在分析高速轮轨匹配特征的基础上,以350 km.h-1速度等级的CRH3动车组作为研究对象,应用线性稳定性分析方法绘制高速轮轨空间的稳定安全裕度3维图。线性稳定性计算表明:等效锥度越大,转向架蛇行振动固有频率越高,因而必须不断增强抗蛇行... 在分析高速轮轨匹配特征的基础上,以350 km.h-1速度等级的CRH3动车组作为研究对象,应用线性稳定性分析方法绘制高速轮轨空间的稳定安全裕度3维图。线性稳定性计算表明:等效锥度越大,转向架蛇行振动固有频率越高,因而必须不断增强抗蛇行减振器的串联刚度。非线性稳定性仿真计算表明:抗蛇行减振器需要利用其动态液压刚度的非线性形成宽频带吸能特性,以满足衰减蛇行振动、控制蛇行振幅和权衡准静态曲线通过性能等要求。仿真计算得出的动车转向架横向加速度值与实际测试的加速度值相吻合。根据曲线踏面磨耗情况确定了CRH3动车组选用3个典型车轮踏面(XP55,S1002CN和LMA)可以达到的最高商业运营速度。 展开更多

关键词 动车转向架 轮轨关系 高速列车 轮轨匹配 踏面磨耗 抗蛇行减振器 稳定性

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高速车辆横向稳定性的非线性影响因素研究 被引量：18

10

作者 梁树林 朴明伟 +1 位作者 张祥杰 兆文忠 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期23-30,共8页

为了研究高速转向架非线性因素对横向稳定性的影响和评价4种车轮踏面的动力学性能,根据CRH5型动车组转向架的构造特点,建立了高速转向架非线性模型。与ALSTOM公司所采用的模型相比,高速转向架非线性模型充分考虑了一系定位机构所形成的... 为了研究高速转向架非线性因素对横向稳定性的影响和评价4种车轮踏面的动力学性能,根据CRH5型动车组转向架的构造特点,建立了高速转向架非线性模型。与ALSTOM公司所采用的模型相比,高速转向架非线性模型充分考虑了一系定位机构所形成的轮对纵向非线性约束刚度,因而两者的临界速度分析结果基本一致,但轮轨力计算存在差距。相对而言,高速转向架非线性模型更好地体现了轮轴横向力与纵向蠕滑力间的相互制衡关系,有利于非线性稳态曲线通过性能分析。动态仿真数据分析表明:LMA型车轮踏面可以满足300 km/h^350 km/h高速轮轨技术要求,而XP55型踏面则可以满足250 km/h^300 km/h速度的要求;LM型踏面的主要问题是等效锥度比较大,从而造成轮轨横向力也比较大,S1002型踏面对轮轨存在比较严重的有害磨耗问题。 展开更多

关键词 高速动车组 轮轨匹配计算 横向稳定性 轮轨力

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基于波数有限元和边界元的型材板结构隔声特性研究

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作者 杨益 刘子屹 +2 位作者 梁树林 陶磊毅 边超 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期1016-1025,共10页

列车型材板结构是车体结构的主要组成部分,距离轮轨噪声源较近、噪声辐射面积大,其声学性能直接影响列车乘坐的舒适性。本文基于波数有限元和边界积分方程建立某列车地板铝型材结构的波数有限元模型和隔声预测模型,计算型材板结构的波... 列车型材板结构是车体结构的主要组成部分,距离轮轨噪声源较近、噪声辐射面积大,其声学性能直接影响列车乘坐的舒适性。本文基于波数有限元和边界积分方程建立某列车地板铝型材结构的波数有限元模型和隔声预测模型,计算型材板结构的波数、传声损失和特征向量,研究铝型材的频散特性、隔声特性及截面弹性波波动形态,并将计算结果与参考文献中结果进行对比,验证了模型的正确性;在此基础上,研究型材板结构夹芯层拓扑几何形状对铝型材隔声特性的影响。结果表明:改变夹芯层拓扑形状会显著改变弹性波频散曲线的变化规律,影响铝型材的隔声性能;对比几种常见型材拓扑结构发现:“人”字型筋板结构具有较高的隔声量和较低的质量。本研究可为型材板结构的低噪声和轻量化设计提供参考。 展开更多

关键词 铝型材 波数有限元 边界积分方程 拓扑形状 隔声特性

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独立车轮与钢轨接触问题的研究 被引量：5

12

作者 梁树林 张军 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第S1期222-227,共6页

应用有限元参数二次规划法建立了独立车轮与钢轨接触的三维计算模型,通过分析不同踏面、不同相对位置的轮轨接触,得出了轮轨接触斑形状和面积、接触力的变化规律,并且对比不同踏面在减缓磨耗方面的特点.同时建立了磨耗后的轮轨接触模型... 应用有限元参数二次规划法建立了独立车轮与钢轨接触的三维计算模型,通过分析不同踏面、不同相对位置的轮轨接触,得出了轮轨接触斑形状和面积、接触力的变化规律,并且对比不同踏面在减缓磨耗方面的特点.同时建立了磨耗后的轮轨接触模型,分别研究直线段和曲线段轮轨配合接触问题,总结了不同模型的接触斑面积、形状、位置,以及接触力分布和等效应力的变化规律.结果表明磨耗后的轮轨配合与其它模型相比接触斑面积最大,轮轨匹配相对较好. 展开更多

关键词 独立车轮 接触 二次规划法 轮轨匹配

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车轮非圆化磨耗问题研究进展 被引量：90

13

作者 金学松 吴越 +1 位作者 梁树林 温泽峰 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期1-14,共14页

高速铁路在我国迅速的发展,显著改善了人民的出行方式和质量,大幅度缩短了出行周期,充分提高了工作效率.我国的高速铁路网已成为"国民经济建设高速发展的大动脉",但运营中的高速列车车轮因连续磨耗和定期的镟修,轮径不断缩小... 高速铁路在我国迅速的发展,显著改善了人民的出行方式和质量,大幅度缩短了出行周期,充分提高了工作效率.我国的高速铁路网已成为"国民经济建设高速发展的大动脉",但运营中的高速列车车轮因连续磨耗和定期的镟修,轮径不断缩小且在缩小的不同阶段发生不同程度的非圆化磨损现象,某些阶段还十分严重.列车车轮非圆化磨耗会使轮轨间作用力显著增大,导致铁路车辆和轨道产生强烈的振动和噪声,影响车辆的运行品质、旅客乘坐舒适度和车辆-轨道系统零部件的使用寿命,严重时将会威胁到行车安全.车轮各类非圆化磨耗类型,主要分为局部非圆化磨耗和全周非圆化磨耗,其中局部非圆化磨耗主要包括扁疤、剥离、脱层、塌陷等局部异常磨耗,全周非圆化磨耗主要为车轮多边形磨耗.近几年,在我国各类型高速动车组列车上均发现车轮多边形磨损,在车轮全寿命周期内的不同轮径情况下,多边形磨损的边数(波长)和发展速度不同,已经越来越受到行业内相关研究人员的重视.文章详细地综述了国内外对铁路车辆车轮非圆化磨耗的研究历史和现状,涉及到相关研究文献75篇,对车轮非圆化磨耗的研究主要分为3个方面:(1)车轮非圆化磨耗对车辆/轨道系统动力学行为、车辆噪声的影响研究,大量研究表明车轮非圆化幅值、波长、车速和轴重等因素对车辆/轨道系统动力学行为和车辆噪声均有显著的影响.(2)列车车轮非圆化磨耗发展规律研究和列车车轮多边形磨耗机理研究.车轮多边形磨耗产生的根源在于转向架系统的高频柔性共振,系统的共振频率、列车速度和车轮的周长在满足一定的条件下,车轮多边形磨耗发展速率较高,轮轨滚动接触界面严重的不平顺激励,将促使多边形磨损萌生和发展.到目前为止,对于车轮多边形磨耗发生和发展的机理,国内外仍众说纷纭,未达成共识,尚待开展进一步的研究工作.(3)列车车轮非圆化磨耗检测技术相关研究.最后,对该领域今后的研究方向进行了展望:发展车辆轨道刚柔耦合动力学模型再现车轮多边形演化过程,多边形形成的机理;通过改变运营方式来抑制多边形发展速率;研究车轮智能踏面修形器来消除或抑制车轮多边形的发展. 展开更多

关键词 车轮非圆化磨耗 轮轨力 车辆/轨道耦合系统 系统共振 对策

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动态激励下高速列车齿轮传动系统振动特性分析 被引量：19

14

作者 黄冠华 周宁 +2 位作者 张卫华 梁树林 王兴宇 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第12期20-26,共7页

为了研究高速列车齿轮传动系统动态特性,内部激励考虑齿轮的时变啮合刚度和传递误差,扭矩波动表示输入端激励,负载端激励考虑由黏滑振动引起的负载波动。利用有限元方法得到高速列车齿轮系统时变啮合刚度,考虑齿轮啮合误差,并用傅里叶... 为了研究高速列车齿轮传动系统动态特性,内部激励考虑齿轮的时变啮合刚度和传递误差,扭矩波动表示输入端激励,负载端激励考虑由黏滑振动引起的负载波动。利用有限元方法得到高速列车齿轮系统时变啮合刚度,考虑齿轮啮合误差,并用傅里叶级数展开。结合非线性多尺度近似解析方法,利用单自由度扭转模型分析动态激励对系统振动的影响,同时建立考虑齿轮啮合的高速列车动力车整车动力学模型。研究表明:齿轮传动系统中存在谐波振动,扭矩波动不仅会增大轮齿的角加速度和啮合力,同时使齿轮箱的振动加剧,并改变系统的振动主频,可能引发共振。黏滑振动将使齿轮系统的各项指标急剧增大,严重影响齿轮的啮合平稳性,在实际运营中应尽量避免。 展开更多

关键词 扭矩波动 黏滑振动 动态特性 齿轮传动系统 高速列车

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高速列车转向架载荷谱长期跟踪试验研究 被引量：33

15

作者 王文静 王燕 +1 位作者 孙守光 梁树林 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第1期84-89,共6页

为了建立高速列车转向架载荷谱,对武广客运专线高速列车运营全工况下的转向架载荷进行了跟踪测试,得到了动车转向架的轴箱弹簧垂向载荷和转臂横向载荷在一个镟轮周期内的变化规律,分析了高速直线和曲线工况下镟轮对轴箱弹簧垂向载荷和... 为了建立高速列车转向架载荷谱,对武广客运专线高速列车运营全工况下的转向架载荷进行了跟踪测试,得到了动车转向架的轴箱弹簧垂向载荷和转臂横向载荷在一个镟轮周期内的变化规律,分析了高速直线和曲线工况下镟轮对轴箱弹簧垂向载荷和转臂横向载荷的影响,并基于上述载荷编制了构架浮沉、侧滚、扭转与横向载荷系谱,进行了镟轮前后各载荷谱的比较.研究结果表明,与镟轮前相比,镟轮后轴箱弹簧垂向载荷、转臂横向载荷以及构架各载荷系的幅值均减小,其中转臂横向载荷变化最明显,在高速直线和曲线工况下幅值分别减小了50%和40%,镟轮改善了构架的受力状态. 展开更多

关键词 高速列车 转向架 载荷谱 镟轮 试验研究

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高速铁路钢轨打磨偏差对车辆动力学性能的影响 被引量：29

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作者 池茂儒 蔡吴斌 +4 位作者 梁树林 李奕潇 孙建锋 金学松 何翔 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期261-265,283,共6页

针对我国高速铁路存在的两种典型的钢轨打磨偏差,建立了我国某型动车组车辆多体动力学模型,仿真分析了轨肩过度打磨和轨头过度打磨对轮轨接触匹配关系、车辆稳定性及车辆运行品质的影响。结果表明:当轨肩过度打磨时,轮轨接触点位置会偏... 针对我国高速铁路存在的两种典型的钢轨打磨偏差,建立了我国某型动车组车辆多体动力学模型,仿真分析了轨肩过度打磨和轨头过度打磨对轮轨接触匹配关系、车辆稳定性及车辆运行品质的影响。结果表明:当轨肩过度打磨时,轮轨接触点位置会偏向于踏面外端和轨头部分,导致等效锥度变小,容易诱发一次蛇行(即"晃车")现象,在一次蛇行对应的速度区间,车辆横向加速度增大,平稳性更差;而当轨头过度打磨时,轮轨接触点位置会集中在踏面喉根圆部分和轨肩部分,引起等效锥度异常增大,引发车辆二次蛇行失稳,容易触发动车组构架横向加速度"报警"。因此,为了提高动车组稳定性,改善运营品质,在钢轨打磨过程中,应该严格控制打磨精度,以标准廓形为目标廓形。 展开更多

关键词 钢轨打磨 车辆动力学 轮轨匹配关系 蛇行稳定性

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高速转向架非线性与高铁车辆安全稳定性裕度 被引量：17

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作者 朴明伟 梁树林 +1 位作者 方照根 兆文忠 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第3期86-92,共7页

以高速轮轨关系空间为边界条件,分析高速转向架的非线性稳定性、拖车构架点头迟滞非线性和抗蛇行高频卸荷机制,并根据实践经验将提高高铁车辆稳定性裕度的主要途径归纳为2种抗蛇行模式,即大阻尼抑制蛇行和抗蛇行吸能频带。但大阻尼抑制... 以高速轮轨关系空间为边界条件,分析高速转向架的非线性稳定性、拖车构架点头迟滞非线性和抗蛇行高频卸荷机制,并根据实践经验将提高高铁车辆稳定性裕度的主要途径归纳为2种抗蛇行模式,即大阻尼抑制蛇行和抗蛇行吸能频带。但大阻尼抑制蛇行将带来降低车体横向平稳性和恶化轮轨磨耗等诸多负面影响。因此,针对构架振动报警等高铁应用的新问题,提出基于抗蛇行吸能频带的安全稳定性裕度调控方案,并在台架试验基础上制订了抗蛇行软约束的积极对策,仿真预期结果表明其完全可以保障380 km.h-1运营速度下高铁车辆的安全稳定性裕度。 展开更多

关键词 高速转向架 非线性 安全稳定性裕度 踏面磨耗 抗蛇行减振器

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高铁运用经济速度与安全稳定裕度调控 被引量：8

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作者 朴明伟 张山 +1 位作者 梁树林 兆文忠 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2013年第6期935-943,共9页

作为京沪高速晃车现象及其现场调控的跟踪调研,通过动态仿真、线路试验和构架动荷特征等多方面综合分析,可以确认抗蛇行软约束技术优越性,如在两到三个镟轮周期内连续保持踏面磨耗的均匀性。面对长交线路高铁运营,还必须认清欧系车辆所... 作为京沪高速晃车现象及其现场调控的跟踪调研,通过动态仿真、线路试验和构架动荷特征等多方面综合分析,可以确认抗蛇行软约束技术优越性,如在两到三个镟轮周期内连续保持踏面磨耗的均匀性。面对长交线路高铁运营,还必须认清欧系车辆所存在的两个基本不稳定问题及其所造成的诸多典型故障:即转向架稳定裕度不充裕问题和高速列车稳定鲁棒性问题。从振动失效或振动疲劳分析角度来看,高铁运用必须采取以预防为主的技术对策,以进一步改善其技术经济性。转向架优配协调解决了上述两个基本不稳定问题,充分展示新一代高速转向架三大稳定特征:适度拓展速度空间系统优化构架动荷、克服轮轨激扰与磨耗消极影响以及更加强调高速列车稳定鲁棒性能。 展开更多

关键词 高铁车辆 经济速度 安全稳定裕度 高速转向架非线性

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转向架测试6自由度模拟平台位姿正解解算 被引量：4

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作者 刘玉梅 曹晓宁 +3 位作者 苏建 王秀刚 梁树林 王帆 《江苏大学学报（自然科学版）》 EI CAS 北大核心 2012年第6期621-625,共5页

为了实现转向架实际线路运行状态室内台架模拟,对转向架动态测试的6自由度模拟平台位姿正解进行了研究.根据6自由度模拟平台几何结构和参数,利用基于欧拉角的齐次变换矩阵及杆长约束条件建立了以位姿变量为未知量、方程数等于作动器数的... 为了实现转向架实际线路运行状态室内台架模拟,对转向架动态测试的6自由度模拟平台位姿正解进行了研究.根据6自由度模拟平台几何结构和参数,利用基于欧拉角的齐次变换矩阵及杆长约束条件建立了以位姿变量为未知量、方程数等于作动器数的6自由度模拟平台位姿正解非线性数学模型,借助于Matlab/simulink仿真环境利用牛顿拉夫逊算法将以位姿元素为变量的非线性数学模型转化为以位姿元素增量为变量、Jacobian Matrix为系数矩阵的线性方程组来求取近似解,结合实例,验证了6自由度模拟平台正解数学模型及算法的准确性及高效性,为转向架测试6自由度模拟平台的运动控制提供了重要的理论基础. 展开更多

关键词 转向架 6自由度模拟平台 牛顿拉夫逊迭代 位姿正解 MATLAB SIMULINK

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城市轻轨低地板列车通过道岔区脱轨安全性评价研究 被引量：5

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作者 周橙 池茂儒 +3 位作者 梁树林 吴兴文 蒋益平 吴磊 《振动工程学报》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期168-175,共8页

为研究城市轻轨低地板列车通过道岔区的安全性,采用多体动力学和轮轨多点接触理论,建立5模块轻轨列车动力学模型和道岔变截面模型。以通过7号单开道岔为例,进行通过道岔区脱轨安全性评价研究。轮对横移量计算结果表明:转辙区尖轨插入、... 为研究城市轻轨低地板列车通过道岔区的安全性,采用多体动力学和轮轨多点接触理论,建立5模块轻轨列车动力学模型和道岔变截面模型。以通过7号单开道岔为例,进行通过道岔区脱轨安全性评价研究。轮对横移量计算结果表明:转辙区尖轨插入、辙叉区心轨有害空间与车轮、护轨与轮背的相互作用,均引起车辆安全性波动。采用不同处理方式的脱轨系数对道岔通过安全性进行评价,左右轮超限较为严重,均存在危险区域:左轮为转辙区起始位置,右轮为辙叉区心轨位置。进一步采用轮轨接触点位置进行安全性评价,左轮危险区域为尖轨插入引起,接近轮缘边界;右轮则是由护轨撞击和车轮回移引起,但实际为安全位置。对比两种评价方法,脱轨系数评价对于左轮偏于安全,但仍可采用;右轮评价出现了误判现象,建议使用时与车辆运行区段进行对照分析。此外,在脱轨系数评价时如有超限现象,判别时建议在实验结果验证前提下进行仿真分析。 展开更多

关键词 道岔动力学 城市轻轨 脱轨安全性评价 轮轨接触点

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