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轮轨作用力与垂向载荷位置的轨旁识别法研究
1
作者
王祉歆
周伟
+3 位作者
王雅昭
孙博
闫宏凯
方聪聪
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2957-2968,共12页
为解决现有轮轨作用力识别方法存在的制作工艺复杂、制作成本高且无法实现轮轨接触位置测量的问题,提出一种测量水平横向和垂向轮轨接触力大小以及垂向载荷偏心位置新的轨旁识别方法。基于轮轨接触多元载荷解耦建立横向和垂向轮轨接触...
为解决现有轮轨作用力识别方法存在的制作工艺复杂、制作成本高且无法实现轮轨接触位置测量的问题,提出一种测量水平横向和垂向轮轨接触力大小以及垂向载荷偏心位置新的轨旁识别方法。基于轮轨接触多元载荷解耦建立横向和垂向轮轨接触力大小和垂向接触力作用位置与钢轨腹板两侧垂向应变和、应变差的理论关系模型,依此得到基于腹板两侧应变运算的轮轨力大小与位置识别反算模型。设计了作用在腹板左、右两侧的正交组合式应变阵列电桥用于识别轮轨接触载荷在轨道腹板位置的应变响应,所设计的阵列电桥在实现腹板两侧应变的四则运算的同时兼顾温度自补偿。通过加载标定试验获取了多元载荷与腹板两侧应变输出之间的关系系数。通过随机组合加载试验验证了水平横向和垂向轮轨接触力大小与垂向接触力作用位置的识别精度,并在实车试验中对比分析了新型轮轨接触力测量方法与国标轮轨载荷测量方法对轮轨接触力大小的识别精度。研究结果表明:提出的轮轨接触力识别方法对接触力大小的识别误差在6.2%以内、对垂向载荷偏心位置的识别误差在7.6%以内,实现了使用轨旁识别方法对轮轨接触力大小和垂向载荷偏心位置的准确识别。研究结果为进一步保障钢轨服役可靠性的精准评估提供科学数据支撑。
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关键词
轮轨接触力
轨旁法
接触位置
理论公式
有限元分析
识别电桥
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职称材料
轨道车辆车钩多元载荷识别与测量方法研究
被引量：
4
2
作者
周伟
刘杨
+4 位作者
白付维
周康
王雅昭
王祉歆
孙博
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1679-1688,共10页
提出一种温度自补偿组合电桥式的车钩多元载荷测量系统及解耦识别方法。首先,考虑纵向拉伸、点头、摇头弯曲作用下钩体对称面的应变特性,建立基于四钩面应变和、对称钩面应变差感知的纵向拉伸、横向摇头与垂向点头载荷识别理论模型;然后...
提出一种温度自补偿组合电桥式的车钩多元载荷测量系统及解耦识别方法。首先,考虑纵向拉伸、点头、摇头弯曲作用下钩体对称面的应变特性,建立基于四钩面应变和、对称钩面应变差感知的纵向拉伸、横向摇头与垂向点头载荷识别理论模型;然后,通过在各钩面布置正交组合应变阵列并进行组桥设计,实现对各钩面的应变四则运算和日照差异导致的温度零漂自适应补偿,并通过温度补偿试验与常规功能桥路进行对比;最后,通过多向加载试验对车钩载荷识别系数进行标定,并对标定的理论模型进行耦合随机加载验证。研究结果表明:该车钩多元载荷测量方法可有效补偿温度漂移,三向载荷的识别精度在2 kN以内,可以满足现场实际工程应用需求。
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关键词
测力车钩
多元载荷识别
应变测量
重载货运列车
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职称材料
铁路接触网套管双耳风致磨损特性研究
3
作者
周伟
康婧彦
+4 位作者
方聪聪
陈军
张强
肖合婷
王祉歆
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1487-1499,共13页
风区铁路接触网的风摆振动导致零部件磨损加速、线路维护成本剧增,严重时结构断裂失效,威胁列车运营安全。针对风区铁路接触网的零部件风振磨损问题,以易磨损件套管双耳结构为例,开展实际环境风载荷作用下的磨损特性研究。首先,建立接...
风区铁路接触网的风摆振动导致零部件磨损加速、线路维护成本剧增,严重时结构断裂失效,威胁列车运营安全。针对风区铁路接触网的零部件风振磨损问题,以易磨损件套管双耳结构为例,开展实际环境风载荷作用下的磨损特性研究。首先,建立接触网风致姿态解耦的风载荷识别与连接铰节点力重构模型,通过仿真计算得出风载计算公式与节点力传递系数,以新疆风区铁路实测接触网风摆姿态重构悬挂作用风载荷与套管双耳节点力时程。然后,建立套管双耳与腕臂接触的三维有限元模型,考虑双耳磨损间隙扩大导致螺栓预紧力衰减的Archard磨损预测模型,结合双耳连接铰节点载荷与动态螺栓预紧力,对风环境下套管双耳与腕臂为期1 a的接触磨损特性进行分析。结果表明:磨损初期,由于大接触应力导致磨损速率快,但随着预紧力衰减,接触表面磨损速率降低,廓形磨损深度由两边往中间逐渐增大,且靠连接铰侧磨深偏高,最大接触磨损出现在定位管上部套管双耳,累积磨损深度达0.52 mm/a,螺栓预紧力衰减达20.55%。套管双耳结构的磨损特性研究成果可为风区铁路接触网零部件的运用维护提供科学依据。
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关键词
套管双耳
磨损特性
风载荷
预紧力衰减
铁路接触网
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职称材料
题名
轮轨作用力与垂向载荷位置的轨旁识别法研究
1
作者
王祉歆
周伟
王雅昭
孙博
闫宏凯
方聪聪
机构
中南大学交通运输工程学院
中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室
轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第7期2957-2968,共12页
基金
国家重点研发计划(2022YFF0609400)
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司科技研究开发计划重点课题(WLMQ-JGBM-KXB-KWB-2022-0002)。
文摘
为解决现有轮轨作用力识别方法存在的制作工艺复杂、制作成本高且无法实现轮轨接触位置测量的问题,提出一种测量水平横向和垂向轮轨接触力大小以及垂向载荷偏心位置新的轨旁识别方法。基于轮轨接触多元载荷解耦建立横向和垂向轮轨接触力大小和垂向接触力作用位置与钢轨腹板两侧垂向应变和、应变差的理论关系模型,依此得到基于腹板两侧应变运算的轮轨力大小与位置识别反算模型。设计了作用在腹板左、右两侧的正交组合式应变阵列电桥用于识别轮轨接触载荷在轨道腹板位置的应变响应,所设计的阵列电桥在实现腹板两侧应变的四则运算的同时兼顾温度自补偿。通过加载标定试验获取了多元载荷与腹板两侧应变输出之间的关系系数。通过随机组合加载试验验证了水平横向和垂向轮轨接触力大小与垂向接触力作用位置的识别精度,并在实车试验中对比分析了新型轮轨接触力测量方法与国标轮轨载荷测量方法对轮轨接触力大小的识别精度。研究结果表明:提出的轮轨接触力识别方法对接触力大小的识别误差在6.2%以内、对垂向载荷偏心位置的识别误差在7.6%以内,实现了使用轨旁识别方法对轮轨接触力大小和垂向载荷偏心位置的准确识别。研究结果为进一步保障钢轨服役可靠性的精准评估提供科学数据支撑。
关键词
轮轨接触力
轨旁法
接触位置
理论公式
有限元分析
识别电桥
Keywords
wheel rail contact force
wayside method
contact location
theoretical formula
finite element analysis
identification bridge
分类号
U279.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
轨道车辆车钩多元载荷识别与测量方法研究
被引量：
4
2
作者
周伟
刘杨
白付维
周康
王雅昭
王祉歆
孙博
机构
中南大学交通运输工程学院
中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
大秦铁路股份有限公司科学技术研究所
出处
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第5期1679-1688,共10页
基金
中国铁路太原局集团有限公司科技研究开发计划重点课题(A2020J03)
湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4118)。
文摘
提出一种温度自补偿组合电桥式的车钩多元载荷测量系统及解耦识别方法。首先,考虑纵向拉伸、点头、摇头弯曲作用下钩体对称面的应变特性,建立基于四钩面应变和、对称钩面应变差感知的纵向拉伸、横向摇头与垂向点头载荷识别理论模型;然后,通过在各钩面布置正交组合应变阵列并进行组桥设计,实现对各钩面的应变四则运算和日照差异导致的温度零漂自适应补偿,并通过温度补偿试验与常规功能桥路进行对比;最后,通过多向加载试验对车钩载荷识别系数进行标定,并对标定的理论模型进行耦合随机加载验证。研究结果表明:该车钩多元载荷测量方法可有效补偿温度漂移,三向载荷的识别精度在2 kN以内,可以满足现场实际工程应用需求。
关键词
测力车钩
多元载荷识别
应变测量
重载货运列车
Keywords
instrumented coupler
multiple load identification
strain measurement
heavy haul freight train
分类号
U279.3 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
铁路接触网套管双耳风致磨损特性研究
3
作者
周伟
康婧彦
方聪聪
陈军
张强
肖合婷
王祉歆
机构
中南大学交通运输工程学院
中南大学轨道交通安全教育部重点实验室
中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司科技和信息化部
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第4期1487-1499,共13页
基金
湖南省自然科学基金资助项目(2020JJ4118)
国家重点研发计划资助项目(2017YFB1201201)。
文摘
风区铁路接触网的风摆振动导致零部件磨损加速、线路维护成本剧增,严重时结构断裂失效,威胁列车运营安全。针对风区铁路接触网的零部件风振磨损问题,以易磨损件套管双耳结构为例,开展实际环境风载荷作用下的磨损特性研究。首先,建立接触网风致姿态解耦的风载荷识别与连接铰节点力重构模型,通过仿真计算得出风载计算公式与节点力传递系数,以新疆风区铁路实测接触网风摆姿态重构悬挂作用风载荷与套管双耳节点力时程。然后,建立套管双耳与腕臂接触的三维有限元模型,考虑双耳磨损间隙扩大导致螺栓预紧力衰减的Archard磨损预测模型,结合双耳连接铰节点载荷与动态螺栓预紧力,对风环境下套管双耳与腕臂为期1 a的接触磨损特性进行分析。结果表明:磨损初期,由于大接触应力导致磨损速率快,但随着预紧力衰减,接触表面磨损速率降低,廓形磨损深度由两边往中间逐渐增大,且靠连接铰侧磨深偏高,最大接触磨损出现在定位管上部套管双耳,累积磨损深度达0.52 mm/a,螺栓预紧力衰减达20.55%。套管双耳结构的磨损特性研究成果可为风区铁路接触网零部件的运用维护提供科学依据。
关键词
套管双耳
磨损特性
风载荷
预紧力衰减
铁路接触网
Keywords
bushing ear
wear characteristic
wind load
pre-tension attenuation
railway catenary
分类号
U225.4 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
轮轨作用力与垂向载荷位置的轨旁识别法研究
王祉歆
周伟
王雅昭
孙博
闫宏凯
方聪聪
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024
0
在线阅读
下载PDF
职称材料
2
轨道车辆车钩多元载荷识别与测量方法研究
周伟
刘杨
白付维
周康
王雅昭
王祉歆
孙博
《中南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
4
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
铁路接触网套管双耳风致磨损特性研究
周伟
康婧彦
方聪聪
陈军
张强
肖合婷
王祉歆
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
0
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职称材料
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