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严寒季冻区路基冻胀变形对车轮多边形磨耗演化影响研究
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作者 丁旺才 张呈祎 +4 位作者 吴少培 李得洋 高全福 李强 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期153-162,共10页
为研究严寒地区高速铁路车轮多边形磨耗演化规律,首先以我国季冻区无砟轨道结构为研究对象建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性有限元分析模型,其次建立基于轮对、构架以及轨道柔性的车辆-轨道-路基耦合动力学模型,... 为研究严寒地区高速铁路车轮多边形磨耗演化规律,首先以我国季冻区无砟轨道结构为研究对象建立考虑结构配筋的CRTS III型板式无砟轨道精细化非线性有限元分析模型,其次建立基于轮对、构架以及轨道柔性的车辆-轨道-路基耦合动力学模型,结合适用于计算车轮圆周长期磨耗演化的MATLAB软件预测模型,研究不同温度梯度下车轮多边形圆周磨耗演化规律,进一步分析严寒地区路基不均匀冻胀变形对车轮多边形圆周磨耗演化的影响。结果表明:在20~-40℃温度梯度范围内,严寒环境会加剧车轮多边形磨耗演化速率,磨耗后期车轮粗糙度水平及多边形幅值显著大于常温环境,波动幅度甚至超过2倍;路基冻胀幅值主要影响车轮多边形磨耗演化速率,幅值越大,演化速率越快,但对磨耗演化区域的影响较小;冻胀波长主要影响车轮磨耗量的累积位置,随着波长的增大,磨耗量会在车轮均匀叠加,波长越大,越趋于规则性磨耗,而冻胀波长对车轮磨耗速率影响甚微,研究结果可为严寒地区高速铁路车轮磨耗提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 车轮多边形 刚柔耦合 磨耗演化 路基冻胀变形
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典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析
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作者 丁旺才 马帅 +3 位作者 靳忠渊 李得洋 吴少培 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第5期67-79,共13页
以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参... 以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨波磨 瞬态动力学 有限元分析 磨损分析 轮轨接触特性
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路基冻胀变形对高速车辆跳轨规律的影响
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作者 龚凯 王成 +3 位作者 向俊 罗江铃 卞文君 杨泽宇 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期179-187,共9页
为研究路基冻胀变形对高速车辆跳轨规律的影响,基于有限元法和多体动力学理论,建立高速车辆-CRTSⅡ型板式无砟轨道-路基振动模型,采用单波余弦曲线模拟路基冻胀特征,实现路基冻胀变形条件下高速车辆跳轨全过程计算,分析路基冻胀幅值、... 为研究路基冻胀变形对高速车辆跳轨规律的影响,基于有限元法和多体动力学理论,建立高速车辆-CRTSⅡ型板式无砟轨道-路基振动模型,采用单波余弦曲线模拟路基冻胀特征,实现路基冻胀变形条件下高速车辆跳轨全过程计算,分析路基冻胀幅值、波长对车-轨振动响应的影响。研究结果表明:车轮通过路基冻胀区段时,车轮跳轨全过程表现为“轮轨密贴—轮轨分离—轮轨冲击—轮轨密贴”阶段;路基冻胀幅值及波长对轮轨分离和冲击阶段的车-轨振动响应影响较大;当波长为9 m、幅值为15 mm时轮轨垂向力最小值为0、轮重减载率为1,车轮跳轨,但车轮跳轨高度未超过轮缘高度;在车轮第1次跳起-回落钢轨时,因轮轨冲击作用,轮轨垂向力和钢轨垂向位移均达到峰值,轮轨力超过限值要求,影响钢轨服役性能。 展开更多
关键词 铁道工程 无砟轨道 路基冻胀 高速车辆 车轮跳轨
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高速道岔磨耗钢轨智能打磨研究
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作者 肖乾 杨逸航 +3 位作者 林凤涛 赵康云 陈琦琦 胡伟豪 《铁道学报》 北大核心 2025年第6期132-143,共12页
列车通过道岔时,轮轨磨耗导致车体横向加速度超限现象频发。钢轨打磨是缓解该问题的有效手段之一,但缺乏完善的打磨体系指导铁路工人,以致打磨后车体横向加速度未得到明显改善。针对车体横向加速度超限的列车车轮廓形及相应道岔钢轨廓... 列车通过道岔时,轮轨磨耗导致车体横向加速度超限现象频发。钢轨打磨是缓解该问题的有效手段之一,但缺乏完善的打磨体系指导铁路工人,以致打磨后车体横向加速度未得到明显改善。针对车体横向加速度超限的列车车轮廓形及相应道岔钢轨廓形进行详尽的数据收集与分析,优化道岔打磨的目标廓形和方案,构建打磨车智能打磨体系,为现场作业提供精准的钢轨打磨方案。研究表明,轮轨磨耗导致道岔钢轨轨面出现不平顺。运用非均匀有理B样条(NURBS)曲线拟合技术,结合优化遗传算法和车辆动力学模型,以减少打磨量,改善轮轨接触性能,提升打磨效率为目标,从而计算出理想的打磨目标优化廓形。在此基础上,利用Matlab平台建立智能打磨体系,可以实时计算道岔打磨优化方案,有效指导现场施工。建立车辆-道岔耦合动力学模型分析打磨效果,计算表明,当车辆以300 km/h的速度通过打磨后的道岔时,车体最大横向加速度、最大脱轨系数和最大磨耗指数分别比打磨前降低69.31%、6.67%和55.38%。因此,采用道岔钢轨智能打磨体系,不仅提高了打磨工作的效率,还显著改善了轮轨磨耗,增强了列车运行的安全性和平稳性。 展开更多
关键词 高速铁路 道岔钢轨打磨 智能打磨 车体加速度 轮轨磨耗 车辆动力学
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基于阶域线性峭度的变转速驱动轮损伤频带定位分析
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作者 张宏 李巨才 +2 位作者 王景宇 田利晨 张晨 《振动与冲击》 北大核心 2025年第7期232-238,共7页
掘进履带行驶系统作业于煤矿巷道恶劣地形和复杂环境中,其关键承载部件驱动轮长期承受不均匀载荷,导致轮齿损伤甚至断裂,影响掘进装备的正常生产作业和行驶平稳性。为了及时检测驱动轮轮齿损伤状态,避免故障扩大和降低维修成本,在阶次... 掘进履带行驶系统作业于煤矿巷道恶劣地形和复杂环境中,其关键承载部件驱动轮长期承受不均匀载荷,导致轮齿损伤甚至断裂,影响掘进装备的正常生产作业和行驶平稳性。为了及时检测驱动轮轮齿损伤状态,避免故障扩大和降低维修成本,在阶次跟踪算法、包络谱分析、线性峭度算法和滤波算法的基础上,提出了一种适用于变转速机械的阶域线性峭度算法。通过对只含基频、包含基频和谐频的合成仿真信号进行包络谱分析及特征分布统计,表明线性峭度相较于峭度更具优势。通过使用变转速和多噪声振动信号进行驱动轮齿损伤状态识别,并与快速谱峭度、阶域线性峭度等算法进行对比分析,表明阶域线性峭度算法具有适用性和鲁棒性。该方法可有效提高故障检测的准确性和效率,为履带行驶系统的安全健康运行提供了有力保障。 展开更多
关键词 履带行驶系统 轮齿损伤 线性峭度算法 变转速 频带定位
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时速400 km级无砟轨道轮轨耦合共振及影响因素研究 被引量:1
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作者 马超智 赵闻强 +1 位作者 周鹏 高亮 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第4期1407-1419,共13页
时速400 km级高速铁路是我国铁路的重点发展方向,更高速下轮轨系统周期性激励与不同结构参数下无砟轨道系统模态间关系仍不清楚。为探明时速400 km+无砟轨道轮轨耦合共振问题,构建考虑复杂激励影响的高速车辆-无砟轨道系统动力学模型,... 时速400 km级高速铁路是我国铁路的重点发展方向,更高速下轮轨系统周期性激励与不同结构参数下无砟轨道系统模态间关系仍不清楚。为探明时速400 km+无砟轨道轮轨耦合共振问题,构建考虑复杂激励影响的高速车辆-无砟轨道系统动力学模型,基于高速铁路实测轴箱加速度的功率谱密度曲线对模型进行验证,研究轮轨宽频随机激励、车轮偏心及无砟轨道周期性不平顺激励下更高速轮轨动态响应特征,分析无砟轨道不同结构参数影响下更高速轮轨耦合共振变化规律。研究结果表明:宽频随机激励下,运营速度的提升不会改变轮轨耦合共振分布特征,仅显著加剧轮轨宽频动态响应幅值。车轮偏心激励下,轮轨系统在时速400~500 km范围内会发生共振,且共振临界速度随着轮径的减小而降低。CRTSⅠ型、CRTSⅢ型板式无砟轨道周期性不平顺2倍频分别在时速400 km和450 km下贴近轮轨耦合振动固有频率,诱发轮轨系统超谐波共振;CRTSⅡ型板式无砟轨道由于板长较长,在时速500 km范围内未出现超谐波共振。低扣件刚度、大跨桥上缓冲垫层和软土路基会减小轮轨系统的P2共振频率,使轮轨耦合共振临界速度降至400 km/h附近,从而加剧该运营速度下的轮轨动态响应。高速铁路提速400 km/h运营时应重点关注这些引发轮轨耦合共振的因素,研究成果为进一步保障更高速轮轨动态相互作用处于较低动力水平提供理论基础。 展开更多
关键词 更高速轮轨系统 无砟轨道 车辆-轨道耦合动力学 共振 超谐波共振
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高速列车车轮多边形分布对轮轨动态特性的影响分析
7
作者 李强 王红兵 +3 位作者 李国芳 王相平 李星 丁旺才 《机械科学与技术》 北大核心 2025年第2期216-224,共9页
为研究转向架车轮多边形分布对轮轨动态特性的影响,建立基于轮对柔性的刚柔耦合车辆-轨道动力学模型,计算低阶/高阶转向架不同车轮的多边形化引起的轮轨动态响应,分析不同运行速度下转向架车轮多边形分布对轮轨动态作用的影响,进一步结... 为研究转向架车轮多边形分布对轮轨动态特性的影响,建立基于轮对柔性的刚柔耦合车辆-轨道动力学模型,计算低阶/高阶转向架不同车轮的多边形化引起的轮轨动态响应,分析不同运行速度下转向架车轮多边形分布对轮轨动态作用的影响,进一步结合轮轨垂向力限值制定车轮多边形幅值限值。结果表明:低阶状态下,转向架车轮多边形分布对轮轨蠕滑力和磨耗功的时域振动波形影响显著,其中轮对同位不同侧出现多边形会导致磨耗功相位超前且出现整数倍阶次谐波;高阶状态下,转向架车轮多边形分布对轮轨动态响应的振动幅值影响显著;列车运行速度的提升会加剧各工况下车轮多边形对轮轨动态特性的影响;转向架车轮多边形分布可能对车轮多边形磨耗演变存在一定程度的影响。 展开更多
关键词 高速列车 车轮多边形 轮轨动态特性 动力学
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基于CFX新型变速双螺杆的优化设计与流场分析
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作者 王梦杰 王丽艳 +1 位作者 郭树国 朱骄阳 《塑料》 北大核心 2025年第1期75-80,共6页
结合木塑材料在传统双螺杆挤出机中混合效果较差的问题,设计了一种磁性轮变速双螺杆挤出机,提高其在螺杆流道内的混合性能。基于有限元体积分析,采用三维建模软件SolidWorks建立几何模型,利用ANSYS/CFX模拟软件,分析木塑材料在流道流场... 结合木塑材料在传统双螺杆挤出机中混合效果较差的问题,设计了一种磁性轮变速双螺杆挤出机,提高其在螺杆流道内的混合性能。基于有限元体积分析,采用三维建模软件SolidWorks建立几何模型,利用ANSYS/CFX模拟软件,分析木塑材料在流道流场中的运动情况,通过分析其宏观压力场、速度矢量与速度流线,并与传统双螺杆进行对比可知,传统双螺杆与新型双螺杆出入口压差分别为285.5、105.8 MPa,传统双螺杆建压能力为新型双螺杆的2.70倍,降低了新型双螺杆的物料输送速度,传统双螺杆的均速与最大速度分别为0.33、0.43 m/s,新型双螺杆为0.19、0.34 m/s,停留时间为传统双螺杆的1.26~1.74倍,混合性能得到提升。研究结果表明,磁性轮变速双螺杆变速段的速度显著降低,提升了木塑材料在流道内13%~17%的停留时间,木塑材料在流道内被反复剪切,混合性能得到显著提升。 展开更多
关键词 双螺杆 变速轮 木塑材料 混合性能 流场分析
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车轮失圆和轨面不平引起的准饱和地基振动分析
9
作者 谢伟 高盟 +2 位作者 单治钢 李建端 高广运 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期899-908,共10页
为真实表征高铁列车荷载引起的准饱和地基振动响应,引入车轮失圆和轨面不平公式修正准静态列车移动荷载;基于准饱和地基2.5维有限元方程,建立了列车-轨道-准饱和地基动力分析模型,研究了车速、荷载条件对准饱和地基振动响应规律的影响... 为真实表征高铁列车荷载引起的准饱和地基振动响应,引入车轮失圆和轨面不平公式修正准静态列车移动荷载;基于准饱和地基2.5维有限元方程,建立了列车-轨道-准饱和地基动力分析模型,研究了车速、荷载条件对准饱和地基振动响应规律的影响。结果表明:列车低速运行时,车轮失圆和轨面不平对位移和加速度时程规律及峰值影响较小,但二者耦合作用时振动响应显著提升;列车速度达到土体剪切波速时,车轮失圆和轨面不平对位移和加速度响应的影响逐渐增大,相较于车轮失圆,轨面不平对准饱和地基振动影响更为显著,且对车速变化更敏感。低车速时,准饱和地基孔隙水压力在道床中心线下0~4 m范围内迅速衰减,孔压峰值出现在轨下0.5 m处;车速提高后孔压迅速衰减范围延伸至轨下6 m处,各修正荷载条件下孔压峰值相比于准静态条件均显著增大,轨面不平和轮轨不圆顺耦合态下孔压峰值位置向地基更深处发展;轮轨不圆顺耦合态下准饱和地基振动响应均明显大于其他荷载条件,故高速铁路安全性评估和地基振动响应预测中,需同时考虑车轮踏面失圆效应和轨道几何形位不平的影响。 展开更多
关键词 地基振动 高速铁路 准饱和地基 车轮失圆 轨面不平 轮轨不圆顺
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不同行车条件下高速车辆通过道岔动力学响应时频特征分析
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作者 李天怡 闫正 +3 位作者 朱小雪 徐井芒 王平 郑世杰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期2108-2120,共13页
为研究道岔固有结构不平顺对不同车型、方向及速度下过岔时轮轨动力学响应特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型。为精确获取信号的分布特性,采用同步压缩小波... 为研究道岔固有结构不平顺对不同车型、方向及速度下过岔时轮轨动力学响应特性的影响,考虑道岔区钢轨的柔性变形,以高速铁路18号无砟道岔为研究对象,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型。为精确获取信号的分布特性,采用同步压缩小波变换技术,对不同车型、过岔方向及行车速度下的轮轨动态响应进行时域与频域分析。研究结果表明:直顺向过岔相较于直逆向过岔,轮载过渡位置更靠近尖轨尖端且过渡长度更长;轮轨垂向力及轴箱垂向振动加速度均存在2个主频带(150 Hz以下),其中直逆向过岔的2个主频较直顺向过岔的主频高约10 Hz。不同车型的过岔动态响应呈现差异性时频特征,CRH5型车的轮载过渡位置显著前移,其轮轨垂向力、轴箱振动加速度幅值及主频能量均比CRH2A与CRH380A型车的高;由于车辆参数存在差异,同一结构在不平顺激励下,2类主频(150 Hz以下)及400 Hz以上主频存在差异。 展开更多
关键词 固有结构不平顺 高速道岔 时频分析 轮轨动态相互作用
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高速列车偏心车轮踏面的高阶多边形磨耗机理研究
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作者 康熙 宫巍容 +5 位作者 刘锐涵 赵洋 陈翔 陈光雄 崔晓璐 禄盛 《表面技术》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动... 目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动情况;采用复特征值法分析轮轨在饱和纵向蠕滑力激励下系统的稳定性,预测引起车轮高阶多边形磨耗的轮轨不稳定振动,并研究对列车运行速度和运营环境的影响。结果高速列车以237 km/h的速度运行且轮轨摩擦因数为0.23时,0.7 mm及以上的车轮几何偏心量会导致轮轨最大纵向蠕滑力达到饱和状态,引起614 Hz的轮轨系统不稳定振动,造成车轮24~25阶多边形磨耗的形成。当车速从200 km/h分别增至300、400 km/h时,引起纵向蠕滑力饱和的车轮几何偏心临界值从0.8 mm分别减至约0.67、0.56 mm。当轮轨间摩擦因数为0.21及以上时,饱和纵向蠕滑力激励的轮轨系统614 Hz不稳定振动的等效阻尼比随着轮轨摩擦因数的增大而减小。在摩擦因数0.21~0.27范围内,该振动的发生趋势线性增强。当摩擦因数降至0.21以下时,该振动趋于稳定。结论在列车高速运行时,超过一定临界值的车轮几何偏心可引起轮轨纵向蠕滑力周期性饱和,激发轮轨系统不稳定振动,从而引起踏面高阶多边形磨耗。车速的提高会导致车轮几何偏心临界值的降低,轮轨摩擦因数增大会造成不稳定振动的发生趋势线性增强,进而引发更为严重的车轮高阶多边形磨耗。 展开更多
关键词 车轮高阶多边形磨耗 有限元仿真 摩擦自激振动 高速列车 偏心车轮 轮轨饱和蠕滑力
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走行轮不均匀磨损对跨座式单轨车辆运行平稳性的影响
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作者 涂春云 文永蓬 +1 位作者 陈瑱 霍子伟 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第3期156-163,共8页
跨座式单轨车辆走行轮异常磨损的影响因素众多、磨损类型复杂。为了揭示运营初期单轨车辆动力学性能下降的原因,建立了考虑走行轮磨损的跨座式单轨动力学模型,根据前轮、后轮、同侧和对角磨损4种典型走行轮不均匀磨损,从车速和轮径差值... 跨座式单轨车辆走行轮异常磨损的影响因素众多、磨损类型复杂。为了揭示运营初期单轨车辆动力学性能下降的原因,建立了考虑走行轮磨损的跨座式单轨动力学模型,根据前轮、后轮、同侧和对角磨损4种典型走行轮不均匀磨损,从车速和轮径差值出发,分析了走行轮不均匀磨损对车辆直线运行平稳性的影响;通过临界离心加速度、曲线限速的变化,对比分析了走行轮不均匀磨损对于曲线平稳性的影响;进一步针对直线、曲线上的仿真结果,对走行轮的磨损特征进行讨论。研究结果表明:在直线上,走行轮异常磨损对平稳性影响较小;在曲线上,同侧磨损使车辆临界离心加速度减小,曲线的运行平稳性下降,曲线平稳行驶速度范围缩小;在车辆运行过程中,为保证车辆运行平稳性应避免走行轮同侧磨损。 展开更多
关键词 跨座式单轨 走行轮轮径差 平稳性 临界离心加速度 曲线限速
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BK7玻璃磨削加工平台构建与实验验证
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作者 封超 张金峰 +1 位作者 王保义 蒋忠贇 《制造技术与机床》 北大核心 2025年第1期63-68,共6页
磨削颤振是砂轮与工件间的强烈振动,它的存在降低了工件的表面质量,加速砂轮磨损,解决的关键是加工过程稳定。首先搭建磨削加工实验平台,并为了研究不同参数对加工稳定性的影响,定义了状态向量,通过Runge-Kutta法求解微分方程。其次以加... 磨削颤振是砂轮与工件间的强烈振动,它的存在降低了工件的表面质量,加速砂轮磨损,解决的关键是加工过程稳定。首先搭建磨削加工实验平台,并为了研究不同参数对加工稳定性的影响,定义了状态向量,通过Runge-Kutta法求解微分方程。其次以加工BK7玻璃为例,选取进给速度和砂轮长度2个参数的稳定和不稳定点进行实验。最后使用Matlab将采集到的数据生成时域信号图和功率谱图,对于进给速度,不稳定区域点的时域信号图和功率谱图峰值分别高达0.620 2 mm和0.128 5 dB,而稳定区域点的峰值仅为0.295 4 mm和0.009 9 dB;对于砂轮长度,不稳定区域点的时域信号图和功率谱图峰值分别高达2.011 9 mm和0.160 4 dB,而稳定区域点的峰值仅为0.225 8 mm和0.006 9 dB。分析时域信号图可以判断颤振情况,观察功率谱图可以发现能量的变化规律,二者结合有助于判定系统稳定状态,指导加工参数的合理选择,有效减少加工颤振。 展开更多
关键词 磨削 平台构建 进给速度 砂轮长度 实验验证
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横风环境下装配风阻制动装置高速列车制动安全速度阈值研究
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作者 谢红太 王红 +1 位作者 汤劲松 王云飞 《振动与冲击》 北大核心 2025年第10期250-260,共11页
为保障下一代装配风阻制动装置高速列车在恶劣风环境中的风阻制动安全,根据现有风阻制动整机设计、工作姿态及系统布局等方面研究成果,以某型动车组为参考,装配8套“蝶形”风阻制动装置,分别建立横风作用下列车空气动力学模型和车辆轨... 为保障下一代装配风阻制动装置高速列车在恶劣风环境中的风阻制动安全,根据现有风阻制动整机设计、工作姿态及系统布局等方面研究成果,以某型动车组为参考,装配8套“蝶形”风阻制动装置,分别建立横风作用下列车空气动力学模型和车辆轨道系统动力学模型,仿真计算在风载荷作用下装配风阻制动装置高速列车动力学行为,通过列车行车安全指标评估确定风阻制动安全速度阈值。研究结果表明:横风作用下,装配风阻制动装置的高速列车运行稳定性和安全性主要受控于头车,在速度200~400 km/h运行时,气动力系数与0~30 m/s横风呈二次非线性关系,随着横风强度的增大,阻力系数增长率逐渐减小,横向力系数和升力系数增长率逐渐增大;轮重减载率是速度200~400 km/h风阻制动安全评估的控制性指标,在风速为10~30 m/s范围内,轮重减载率与运行速度之间近似线性相关;参照国家技术标准和相关试验数据,仿真计算得出的风阻制动安全速度区域,有效落在列车行车安全区域内,当20 m/s横风环境运行时,风阻制动安全速度不超过186.1 km/h;当15 m/s横风环境运行时,风阻制动安全速度不超过324.6 km/h;当10 m/s横风环境运行时,风阻制动安全速度不超过370.1 km/h。该研究得出的横风环境中风阻制动安全速度阈值,可为风阻制动装置的优化设计以及运行安全控制提供技术参考。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 轮轨动力学 风阻制动装置 横风 制动速度阈值
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高速铁路道岔区轮轨力时频及统计分布特征研究
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作者 汤雪扬 蔡小培 +2 位作者 孙加林 杨飞 刘万里 《铁道学报》 北大核心 2025年第3期109-117,共9页
高速铁路道岔区比区间线路更为复杂,其轮轨力分布特征尚不明确。基于综合检测车长期运行积累的海量数据,提出新型时频分析方法Iceemdan-Spwvd,对道岔区轮轨力进行时频分析。基于统计学理论,对轮轨力进行正态及分布差异性检验,明确其统... 高速铁路道岔区比区间线路更为复杂,其轮轨力分布特征尚不明确。基于综合检测车长期运行积累的海量数据,提出新型时频分析方法Iceemdan-Spwvd,对道岔区轮轨力进行时频分析。基于统计学理论,对轮轨力进行正态及分布差异性检验,明确其统计分布特征。结果表明:列车以300 km/h速度直顺向通过状态良好的18#非加宽道岔时,钢轨接头以及辙叉区轮载过渡引起的轮轨力平均频率范围为232~484 Hz,能量占比为21.63%~30.89%;转辙器区轮载过渡引起的横向力平均频率范围为6~15 Hz,能量占比为11.47%~19.05%;道岔区轮轨力不符合正态分布,且直基本轨侧与直尖轨侧轮轨力存在显著差异;直基本轨/尖轨侧垂向力、直基本轨/尖轨侧横向力的95%累计概率分布值分别为65.0、67.7、3.6、4.1 kN。 展开更多
关键词 高速道岔 轮轨力 Iceemdan-Spwvd 核密度估计
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高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹萌生预测
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作者 翁之意 周宇 +1 位作者 王驰 单涛涛 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期619-627,共9页
针对高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹与磨耗共存发展的情况,提出考虑磨耗的高速铁路道岔曲尖轨裂纹萌生预测方法。以列车侧向-逆向过岔时的轮载转移、轮轨接触状态为例,结合曲尖轨和基本轨的廓形关系,再现曲尖轨磨耗和疲劳累积过程,并分析... 针对高速铁路道岔曲尖轨疲劳裂纹与磨耗共存发展的情况,提出考虑磨耗的高速铁路道岔曲尖轨裂纹萌生预测方法。以列车侧向-逆向过岔时的轮载转移、轮轨接触状态为例,结合曲尖轨和基本轨的廓形关系,再现曲尖轨磨耗和疲劳累积过程,并分析曲尖轨磨耗和疲劳损伤发展特征、轮载转移和轮轨接触变化,从而预测曲尖轨裂纹萌生寿命和位置。结果表明,考虑列车逆、侧向通过的情况,在曲尖轨裂纹萌生过程中,各磨耗阶段内达到磨耗阈值所需的通过总重呈波动变化,即磨耗发展不规则,且基本轨和曲尖轨的磨耗发展率呈相反趋势;曲尖轨顶宽35 mm断面处疲劳裂纹萌生寿命约11.7 MGT(百万吨),裂纹萌生位置在轨顶区域内距轨顶中心10~15 mm、钢轨表面1~3 mm处。 展开更多
关键词 高速铁路 道岔 曲尖轨 轮载转移 滚动接触疲劳
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轮径差耦合下电机弹性架悬转向架横向稳定性影响研究
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作者 祁亚运 敖鹏 +3 位作者 戴焕云 刘华 贺星 李良昫 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期111-118,共8页
车轮出现轮径差会加剧转向架蛇行失稳,电机弹性架悬结构能有效改善其稳定性。为了探明轮径差与电机弹性架悬转向架横向稳定性关系,建立轮轨非线性接触模型和电机弹性架悬转向架横向动力学模型,分析轮径差与电机悬挂参数对转向架横向稳... 车轮出现轮径差会加剧转向架蛇行失稳,电机弹性架悬结构能有效改善其稳定性。为了探明轮径差与电机弹性架悬转向架横向稳定性关系,建立轮轨非线性接触模型和电机弹性架悬转向架横向动力学模型,分析轮径差与电机悬挂参数对转向架横向稳定性影响,研究轮对在不同轮轨接触下Hopf分岔特性。研究结果表明:在同相轮径差下,转向架系统稳定性随电机横移频率增加呈现先增后减趋势,存在最佳频率约为3 Hz。当电机振动频率和转向架蛇行频率一致,且幅值越低于后者,电机架悬减振效果越好,但轮径差的产生会降低这一效果;当车辆速度过高且轮径差值超过1.2 mm时会导致轮轨发生轮缘接触,短期内提升转向架稳定性,但长期会加剧轮轨磨损。轮径差值越大,轮对平衡中心线越偏离轨道中心线,轮对系统越容易从亚临界Hopf分岔转变为超临界Hopf分岔。同相轮径差工况下轮径差临界值为0.5 mm,前轮对轮径差临界值为1.5 mm。 展开更多
关键词 高速动车组 转向架稳定性 轮径差 电机弹性架悬 HOPF分岔
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轨道检测里程测量误差补偿算法研究
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作者 王琰 魏世斌 +3 位作者 吴奇永 陈仕明 杨飞 费继友 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期29-36,共8页
高速铁路轨道检测基于轮轴编码器脉冲计数原理实现里程测量,测量误差随车辆运行里程增加而不断累积增大。为减小里程测量累积误差,首先分析轨道检测里程测量误差产生的原因,基于正负误差相消的思想提出误差补偿的乒乓算法;然后通过轨道... 高速铁路轨道检测基于轮轴编码器脉冲计数原理实现里程测量,测量误差随车辆运行里程增加而不断累积增大。为减小里程测量累积误差,首先分析轨道检测里程测量误差产生的原因,基于正负误差相消的思想提出误差补偿的乒乓算法;然后通过轨道检测综合试验标定台模拟试验,验证算法的有效性;最后在国家铁道试验中心环形铁道线采用实车试验,验证算法的实用性。结果表明:该算法在比较周期内最大里程测量累积误差为0.3 mm,完成1个比较周期,整体实现里程测量误差正负相消;该算法可适用于低分辨率的编码器,降低了轨道检测里程测量对编码器分辨率的要求;对于新造综合检测列车、现役轨道检查车和现役综合巡检车,车辆行驶100 km时,采用该算法轨道检测里程测量误差可分别减少约65,57和61 m。研究结果可为长大隧道、偏远山区特殊工况等无辅助定位条件下准确测量里程提供参考。 展开更多
关键词 高速铁路 轨道检测 里程误差 乒乓算法 轮轴编码器 辅助定位
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连续多波轨向不平顺特征及对行车品质的影响
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作者 施洁 李再帏 《铁道建筑》 北大核心 2025年第2期23-29,共7页
以存在连续多波轨向不平顺病害的一高速铁路某区段实测轨向不平顺数据为样本,通过时频特征分析确定了其连续多波轨向不平顺幅值及波长的分布特征。建立轮轨动力学模型,分析了不同幅值及波长的连续多波轨向不平顺对高速列车运行品质的影... 以存在连续多波轨向不平顺病害的一高速铁路某区段实测轨向不平顺数据为样本,通过时频特征分析确定了其连续多波轨向不平顺幅值及波长的分布特征。建立轮轨动力学模型,分析了不同幅值及波长的连续多波轨向不平顺对高速列车运行品质的影响。结果表明:高速铁路有砟轨道线路中存在一定波长范围的连续多波轨向不平顺,在时域幅值上均处于经常保养管理限值的范围内,中长波区段分布与Q/CR 508—2016《中国高速铁路有砟轨道谱》相近,但在6~11 m波长内存在明显周期性不平顺成分;连续多波轨向不平顺幅值主要分布在-2~-1 mm和1~2 mm区域内,波长主要分布在7~8 m和9~10 m区域内;在连续多波不平顺病害的激扰下,脱轨系数、轮重减载率、车辆横向振动加速度均处于管理值范围内,但是平稳性超出了管理限值。建议深化轨向连续多波轨向不平顺的检测与管理,制定相应的管理指标与限值。 展开更多
关键词 高速铁路 有砟轨道 数值模拟 连续多波 轨道不平顺 轮轨动力学
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电驱动全自动蔬菜移栽机恒速直线行进控制方法研究
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作者 文天拟 赵晓琪 +3 位作者 张若瑜 曲广一 钟霞 杨启志 《农机化研究》 北大核心 2025年第12期53-60,共8页
蔬菜全自动移栽机在恒速直线行驶时的状态对其栽植性能有重要影响,若行驶时受路面状况影响导致速度波动大、行驶路线不直,则容易产生栽植株距不稳定、自动栽植时偏离土垄等问题。为此,基于课题组试制的电驱动全自动移栽机样机,对双轮毂... 蔬菜全自动移栽机在恒速直线行驶时的状态对其栽植性能有重要影响,若行驶时受路面状况影响导致速度波动大、行驶路线不直,则容易产生栽植株距不稳定、自动栽植时偏离土垄等问题。为此,基于课题组试制的电驱动全自动移栽机样机,对双轮毂电机驱动下的移栽机恒速直线行进控制方法进行了研究。根据茄果类蔬菜穴盘苗温室移栽的农艺要求确定了移栽机的栽植频率和行进控制策略,对控制策略进行理论分析,制定了一种交叉耦合控制策略结合PID算法的控制方法。基于此方法,使用MatLab/Simulink对移栽机两轮毂电机在理想行驶状态、不规则路面激励和出现路面突加阻力时的转速变化与转速差情况进行了仿真分析,并开展样机田间试验。结果表明:在45株/min和60株/min的栽植频率下,栽植成功率分别为97.2%和95.8%,栽植株距变异系数分别为3.82%和3.89%,与未使用该控制方法相比栽植成功率更高、株距更稳定,可满足轮式移栽机在温室等设施内移栽作业的要求,也可为后续类似农业装备的研发设计提供技术与理论依据。 展开更多
关键词 蔬菜全自动移栽机 直线行进控制 恒速控制 电驱动轮式 SIMULINK仿真
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