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Beam-track interaction of high-speed railway bridge with ballast track 被引量:19
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作者 闫斌 戴公连 张华平 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2012年第5期1447-1453,共7页
Based on the construction bridge of Xiamen-Shenzhen high-speed railway(9-32 m simply-supported beam + 6×32 m continuous beam),the pier-beam-track finite element model,where the continuous beam of the ballast trac... Based on the construction bridge of Xiamen-Shenzhen high-speed railway(9-32 m simply-supported beam + 6×32 m continuous beam),the pier-beam-track finite element model,where the continuous beam of the ballast track and simply-supported beam are combined with each other,was established.The laws of the track stress,the pier longitudinal stress and the beam-track relative displacement were analyzed.The results show that reducing the longitudinal resistance can effectively reduce the track stress and the pier stress of the continuous beam,and increase the beam-track relative displacement.Increasing the rigid pier stiffness of continuous beam can reduce the track braking stress,increase the pier longitudinal stress and reduce the beam-track relative displacement,Increasing the rigid pier stiffness of simply-supported beam can reduce the track braking stress,the rigid pier longitudinal stress and the beam-track relative displacement. 展开更多
关键词 high-speed railway beam-track interaction ballast track rail longitudinal force continuous beam
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轮轨黏着状态对动力集中动车组动力车蛇行运动稳定性影响
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作者 张恒 张志超 +3 位作者 吕凯凯 储高峰 凌亮 翟婉明 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期21-31,共11页
针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,... 针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,研究不同轮轨摩擦系数和牵引力对动力集中动车组动力车低锥度车体蛇行运动稳定性的影响。结果表明:低轮轨等效锥度下车辆蛇行运动模态与其他固有模态相耦合,导致系统阻尼过低,引起车辆一次蛇行失稳,这是动力车出现低频横向异常振动的主要原因;轮轨黏着状态显著影响动力车的一次蛇行运动稳定性,低轮轨界面摩擦系数将显著降低车辆最小阻尼值和蛇行运动频率,降低非线性分岔临界速度;低轮轨摩擦系数条件下,较大的牵引力将进一步加剧蠕滑饱和现象,降低非线性分岔临界速度和蛇行运动频率;车体横向振动加速度未随轮轨黏着状态的劣化而加剧,当蛇行运动频率接近车体固有模态频率1.1 Hz时,车体横向振动加速度在蛇行运动频率处幅值增大;相较于采用构架横向振动加速度幅值,采用轮轴横向力对动车组车体蛇行稳定性进行评估更为合理。 展开更多
关键词 动力集中动车组 轮轨摩擦系数 牵引力 蛇行运动 稳定性 轮轴横向力 振动加速度
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砂轮-钢轨耦合作用对打磨小车打磨力动态特性影响
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作者 刘涛 崔大宾 +1 位作者 付耀东 李立 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期55-63,共9页
砂轮是钢轨打磨的执行元件,砂轮与钢轨的耦合作用将直接影响打磨力的动态特性,进而改变钢轨打磨效果。为探究砂轮-钢轨耦合作用及其对打磨小车动态打磨力的影响关系,基于接触力学理论建立砂轮-钢轨耦合力学模型,并将其用于打磨小车多刚... 砂轮是钢轨打磨的执行元件,砂轮与钢轨的耦合作用将直接影响打磨力的动态特性,进而改变钢轨打磨效果。为探究砂轮-钢轨耦合作用及其对打磨小车动态打磨力的影响关系,基于接触力学理论建立砂轮-钢轨耦合力学模型,并将其用于打磨小车多刚体动力学模型之中。以地铁曲线路况为研究对象,分析轮对振动、曲线半径、超高、车辆运行速度对打磨力的影响。结果表明:砂轮-钢轨接触区近似为矩形接触斑,中间应力分布均匀,仅在接触边缘存在应力集中;在打磨小车系统中,轨道不平顺所激发的轮对振动对砂轮打磨力的影响显著,曲线半径对打磨力波动影响不明显;运行速度和超高对砂轮打磨力的波动呈现正相关。研究结果对打磨方案的制定具有重要的工程指导作用。 展开更多
关键词 砂轮-钢轨耦合力 非Hertz接触 钢轨打磨 打磨小车 系统动力学
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基于机理模型和数据驱动的重载货车悬挂参数估计
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作者 张昌凡 王宇轩 +1 位作者 何静 钟琪 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第4期19-26,共8页
重载货车在长期的服役过程中,车辆悬挂参数因为老化、疲劳等原因,与设计初始值之间会存在较大差异。而传统面向固定工况的多体动力学仿真模型,难以准确评估实际的车辆—轨道系统安全状态。针对这一问题,提出了对在役重载货车悬挂参数进... 重载货车在长期的服役过程中,车辆悬挂参数因为老化、疲劳等原因,与设计初始值之间会存在较大差异。而传统面向固定工况的多体动力学仿真模型,难以准确评估实际的车辆—轨道系统安全状态。针对这一问题,提出了对在役重载货车悬挂参数进行估计的方法。首先,以国内某型C80货车为原型,构建多体动力学仿真模型;其次,通过Sobol全局敏感性分析选取了10个对轮轨力影响较大的关键悬挂参数;再次,构建基于RBFNN的数据驱动代理模型,并以实际轮轨力为基准,结合NSGA-Ⅱ算法对关键悬挂参数进行估计;最后,将所估计参数代入多体动力学仿真模型,并进行了对比试验。研究结果表明:将估计后的结果带入模型,其仿真结果与实测的轮轨力进行对比,在直线工况下,轮轨横向力误差由9.28%降低到6.13%;在曲线工况下,这一误差由6.24%降低到4.95%;而在长大下坡工况下,误差由18.11%降低到16.24%,仿真轮轨力精度得到提升,表明了所提方法在估计重载货车悬挂参数上的有效性。 展开更多
关键词 重载货车 多体动力学模型 轮轨力 RBFNN代理模型 参数估计
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基于SRCKF算法的轨道车辆轮轨垂向力识别
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作者 陈清华 閤鑫 王开云 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期403-410,共8页
轮轨作用力是评估轨道车辆运行品质的关键指标,为实现对轨道车辆轮轨垂向力的在线监测,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的识别方法.以考虑悬挂元件非线性的车辆-轨道垂向耦合动力学模型为例,建立包含轮轨垂向力和车辆部件... 轮轨作用力是评估轨道车辆运行品质的关键指标,为实现对轨道车辆轮轨垂向力的在线监测,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的识别方法.以考虑悬挂元件非线性的车辆-轨道垂向耦合动力学模型为例,建立包含轮轨垂向力和车辆部件状态变量的非线性过程函数,将车体、构架和轮对垂向加速度作为观测量,基于SRCKF算法递推识别轮轨垂向力;在此基础上,建立整车动力学模型及其对应的17自由度轮轨垂向力估计模型,对车辆在实际不平顺激扰下的左右侧轮轨垂向力进行识别.仿真结果表明:所提方法识别垂向车辆模型在随机不平顺、钢轨波磨不平顺和钢轨焊缝不平顺作用下的轮轨垂向力时,轮轨垂向力识别值在时域和频域同仿真值均有较高的吻合度,相关系数分别为0.988、0.999和0.969;在识别整车模型的轮轨垂向力时,左、右侧轮轨垂向力的相关系数最低分别为0.747和0.720,左、右侧轮轨垂向力之和的相关系数为0.999. 展开更多
关键词 载荷识别 卡尔曼滤波 轮轨垂向力 机车车辆 车辆轨道耦合动力学
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温度作用下千米级桥有砟轨道力学与变形特征
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作者 蔡小培 杨憬帆 +1 位作者 刘万里 牛留斌 《北京工业大学学报》 北大核心 2025年第9期1102-1110,共9页
为研究高速铁路千米级桥有砟轨道线路力学与变形特征,基于梁-轨相互作用原理,建立了无缝线路-有砟轨道-千米级跨度桥梁空间耦合模型。分析了悬索桥构件温差对线路受力变形规律的影响,提出了线路的垂向变形特征,并采用中点弦测法和基线... 为研究高速铁路千米级桥有砟轨道线路力学与变形特征,基于梁-轨相互作用原理,建立了无缝线路-有砟轨道-千米级跨度桥梁空间耦合模型。分析了悬索桥构件温差对线路受力变形规律的影响,提出了线路的垂向变形特征,并采用中点弦测法和基线矢距差法评估了线路平顺性。结果表明:在主梁梁端铺设伸缩调节器可以确保桥上轨道强度和稳定性满足规范要求;悬索桥主梁和主缆的温差是影响无缝线路纵向力的主要因素,吊杆与桥塔的温度变化对线路的影响极小;影响悬索桥上线路垂向变形的主要因素依次为主缆温差、桥塔温差、吊杆温差和主梁温差,线路变形敏感区域集中在主桥跨中和主塔区域;温度作用下线路高低不平顺集中在桥墩、桥塔和桥梁跨中区域。该成果可为千米级悬索桥上无缝线路设计及运维提供借鉴。 展开更多
关键词 千米级主跨桥梁 有砟轨道 梁-轨相互作用 钢轨纵向力 静态平顺性 无缝线路
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考虑车轮多边形磨损的机车轮轨动力特性研究 被引量:1
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作者 王燕玲 杨润全 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第1期62-69,共8页
针对车轮的多边形磨损,建立了重载列车轨道三维耦合动力学模型,研究了机车车轮多边形磨损引起的轮轨动力相互作用。在动力学模型中嵌入了低粘着区(LAZ)和防滑控制算法,以分析在正常和低粘着条件下车轮多边形磨损对轮轨纵向和横向相互作... 针对车轮的多边形磨损,建立了重载列车轨道三维耦合动力学模型,研究了机车车轮多边形磨损引起的轮轨动力相互作用。在动力学模型中嵌入了低粘着区(LAZ)和防滑控制算法,以分析在正常和低粘着条件下车轮多边形磨损对轮轨纵向和横向相互作用的影响。在两台不同磨损模式的机车上进行了对比试验,包括车轮周向磨损测量和机车振动试验,验证了模型的合理性。在此基础上分析了多边形磨损的动态响应,结果表明车轮多边形磨损不仅会加剧车轮/轨道的垂直力,还会加剧车轮与轨道之间的纵向相互作用。多边形磨损对机车前两轮对与后两轮对的纵向相互作用影响较大。 展开更多
关键词 车轮多边形磨损 轮轨纵向互动 轮轨接触力 动态响应
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谐波型与高斯型高速车轮多边形磨耗对车辆-轨道动力作用的影响分析
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作者 张宁 陶功权 +1 位作者 王鹏 温泽峰 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1673-1685,共13页
通过建立车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,以谐波型和高斯型车轮多边形磨耗作为输入,研究车轮多边形磨耗对车辆-轨道系统动力作用的影响。研究结果表明:受高斯型磨耗波长特性影响,在100~300 km/h情况下,高斯型磨耗所得轮轨力、轴箱振动加... 通过建立车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,以谐波型和高斯型车轮多边形磨耗作为输入,研究车轮多边形磨耗对车辆-轨道系统动力作用的影响。研究结果表明:受高斯型磨耗波长特性影响,在100~300 km/h情况下,高斯型磨耗所得轮轨力、轴箱振动加速度、钢轨振动加速度及扣件力均比谐波型磨耗的大;在350~400 km/h时,2种多边形磨耗计算所得轮轨力、轴箱振动加速度相接近。高斯型多边形磨耗的轴箱振动加速度受拟合标准差σ影响,σ越小,其轴箱振动加速度越大。 展开更多
关键词 车轮多边形 轴箱垂向加速度 轮轨垂向力 高斯函数
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基于K-means++聚类分析的轮轨垂向力基线漂移预处理研究
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作者 施亦非 王锋 +1 位作者 石佳 黄宇峰 《振动与冲击》 北大核心 2025年第9期127-134,168,共9页
采集轮轨垂向力等强冲击能量的振动信号时,受传感器特性和环境影响,测得信号中存在基线漂移,严重影响后续数据分析处理。曲线拟合和密度聚类是修正基线漂移的常见方法,通过选取特定信号区间作为基点进行拟合,可有效去除基线漂移;然而,... 采集轮轨垂向力等强冲击能量的振动信号时,受传感器特性和环境影响,测得信号中存在基线漂移,严重影响后续数据分析处理。曲线拟合和密度聚类是修正基线漂移的常见方法,通过选取特定信号区间作为基点进行拟合,可有效去除基线漂移;然而,由于基点选取极度依赖先验知识,限制了其应用范围。为解决该问题,提出一种基于K-means++聚类分析的轮轨垂向力基线漂移预处理方法。首先,选取基尼系数和方差,在欧氏空间准确表征载荷与无载荷数据段的差异,进而引导K-means++聚类;随后,基于K-means++聚类选取无载荷数据段,量化信号的基线漂移干扰;最后,以无载荷数据段为基点,拟合并修正基线漂移。经过仿真和实测数据分析,与最小二乘法、经验模态分解和密度聚类相比,该方法在信噪比、均方误差、基线去除误差和运行时间等方面均有一定优势。结果表明,基于基尼系数和方差的K-means++聚类分析,克服了密度聚类分析的先验知识依赖,可有效修正轮轨垂向力基线漂移,有望用于其他强冲击能量振动信号的数据预处理。 展开更多
关键词 轮轨力 基线漂移 K-means++ 基尼系数 聚类分析
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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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紧急制动条件下重载货车车辆动力学行为研究
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作者 刘开忠 王志伟 张卫华 《振动工程学报》 北大核心 2025年第2期365-374,共10页
重载列车实施制动时,列车车辆所表现出的动力学行为比无制动情况下更加复杂,这给列车行车安全带来了极大的考验。为研究紧急制动条件下重载列车最大车钩力处的车辆动力学行为,以中国25 t轴重重载货车为研究对象,建立考虑闸瓦摩擦制动的... 重载列车实施制动时,列车车辆所表现出的动力学行为比无制动情况下更加复杂,这给列车行车安全带来了极大的考验。为研究紧急制动条件下重载列车最大车钩力处的车辆动力学行为,以中国25 t轴重重载货车为研究对象,建立考虑闸瓦摩擦制动的重载货车车辆-轨道纵垂耦合动力学模型。基于此,系统地研究了车辆在紧急制动时,不同运行速度和黏着状态对轮轨动态作用和车辆振动响应的影响。结果表明:紧急制动条件下,闸瓦压力及纵向车钩力会加剧轮轨动力相互作用,同时导致轨下结构的位移发生变化;低黏着状态对轮对纵向相互作用影响显著,导致纵向蠕滑率和磨耗数急剧增加,加剧车轮打滑和车轮磨损的风险,且低速下的影响更大;此外,低黏着状态及纵向车钩力对轮对旋转和纵向运动均有显著影响,导致轮对振动加剧,动力学性能恶化。 展开更多
关键词 车辆-轨道耦合动力学 重载货车 闸瓦制动 动力学行为 轮轨相互作用
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基于高斯展开法的钢轨-双声学黑洞压电梁俘能特性研究
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作者 杨舟 冯青松 +2 位作者 邓杰 张凌 贺辉 《振动工程学报》 北大核心 2025年第5期1002-1015,共14页
声学黑洞效应通过减缓结构中弹性波的传播并抑制边界反射,为振动能量回收提供了思路。设计了一种用于铁路轨道系统的双声学黑洞压电梁俘能装置,基于能量泛函变分原理与高斯展开法构建了钢轨-俘能装置的力-电耦合半解析模型,并经有限元... 声学黑洞效应通过减缓结构中弹性波的传播并抑制边界反射,为振动能量回收提供了思路。设计了一种用于铁路轨道系统的双声学黑洞压电梁俘能装置,基于能量泛函变分原理与高斯展开法构建了钢轨-俘能装置的力-电耦合半解析模型,并经有限元模拟验证。结合列车荷载条件,系统分析了能量回收特性及其关键影响因素,包括黑洞几何参数和端部附加质量。结果表明:在0~1500 Hz频率范围内形成四个主要能量回收频带,最大输出电压为4.83 V,回收效率达2.23%。当压电片长度与结构弯曲波半波长匹配时回收性能最优,增强黑洞效应或合理配置附加质量可显著提升能量回收效率。 展开更多
关键词 能量回收 高斯展开法 铁路轨道 双声学黑洞压电梁 动态轮轨力
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钢轨打磨在改善轨道复合不平顺的运用研究 被引量:1
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作者 史彦辉 张玉诚 王东光 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页
针对曲线轨缝高低及波磨问题采用动力学软件进行仿真模拟,分析波磨及接头高低复合不平顺的振动特性。并针对线路存在的问题进行个性化钢轨廓形打磨设计,基于空载和重载的C70车辆进行了动力学试验,进一步分析打磨前后接头高低和波磨等因... 针对曲线轨缝高低及波磨问题采用动力学软件进行仿真模拟,分析波磨及接头高低复合不平顺的振动特性。并针对线路存在的问题进行个性化钢轨廓形打磨设计,基于空载和重载的C70车辆进行了动力学试验,进一步分析打磨前后接头高低和波磨等因素对轮轨系统振动特性的影响。结果表明,波磨及接头高低复合不平顺会极大地增加轮轨间的冲击振动,仅波磨下的轮轨垂向力增幅达到26.34%,加上接头高低进一步增大冲击振动。而钢轨廓形打磨能够有效地解决钢轨表面的波磨,打磨后轮轨力及振动加速度均有明显减小,最小降幅约为11.02%。相较波磨,轨缝高低打磨后冲击振动仍明显大于跨中位置。此外,钢轨廓形打磨后,廓形修正能够减小上下股轮轨垂向力的差,即减小列车通过时的轮重减载率,提升列车运行的安全性。 展开更多
关键词 钢轨波磨 动力学测试 钢轨打磨 复合不平顺 轮轨力 振动加速度
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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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高速列车偏心车轮踏面的高阶多边形磨耗机理研究
15
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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迫导向装置对低地板列车曲线通过性能影响的仿真分析
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作者 张岩岩 杨新文 +1 位作者 项恺文 左安国 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第8期110-116,共7页
【目的】采用独立轮对的低地板轨道交通车辆缺乏曲线导向能力,轮轨磨损严重,车辆运行的安全性和平稳性降低。针对此问题,提出一种多连杆独立轮迫导向装置,并分析该装置对低地板列车曲线通过性能的影响。【方法】该迫导向装置采用“四角... 【目的】采用独立轮对的低地板轨道交通车辆缺乏曲线导向能力,轮轨磨损严重,车辆运行的安全性和平稳性降低。针对此问题,提出一种多连杆独立轮迫导向装置,并分析该装置对低地板列车曲线通过性能的影响。【方法】该迫导向装置采用“四角分导”的导向模式,即转向架的4个独立轮分别由4个导向机构导向。每个导向装置的一端与独立轮短轴固结,另一端与相邻动车车体铰接。当独立轮对在曲线上偏移量过大时,动车车体和拖车转向架之间产生转向偏角,导向装置的杆系转动,带动短轴末端的独立轮径向运动,实现独立轮的迫导向。以70%低地板轻轨车辆为例,在多体动力学软件UM中建立了车辆-轨道耦合动力学计算模型,对列车安装迫导向装置前后的曲线通过性能进行仿真对比。【结果及结论】该装置使列车各曲线通过性指标均有不同程度的提升,其中轮轨磨耗功降低最为明显。提出的迫导向装置能够充分改善独立车轮导向困难的问题,可有效控制轮轨磨损、提高车辆运行的安全性。 展开更多
关键词 低地板轨道车辆 独立轮 迫导向装置 曲线通过 导向性能
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轮轨周期性短波不平顺对轮轨系统高频振动的影响
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作者 成棣 白鑫 +4 位作者 胡晓依 孙丽霞 闫子权 孟凡迪 常崇义 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期1-6,共6页
通过对轮对、钢轨和轨道板进行柔性化处理,构建了CR400BF动车组拖车-轨道刚柔耦合动力学模型,开展了车轮多边形和钢轨波磨耦合对高频振动影响的研究。结果表明:车轮多边形与钢轨波磨耦合激励下轮轨垂向力和钢轨振动加速度存在两个主频,... 通过对轮对、钢轨和轨道板进行柔性化处理,构建了CR400BF动车组拖车-轨道刚柔耦合动力学模型,开展了车轮多边形和钢轨波磨耦合对高频振动影响的研究。结果表明:车轮多边形与钢轨波磨耦合激励下轮轨垂向力和钢轨振动加速度存在两个主频,分别对应车轮多边形和钢轨波磨的激励主频,两者频率接近时会发生拍振现象;140 mm波长、0.02 mm幅值的波磨与0.02 mm幅值的22阶多边形耦合时,轮轨垂向力比车轮多边形和钢轨波磨单一激励均增加了约23%,钢轨振动加速度比车轮多边形和钢轨波磨单一激励时分别增加了18.5%和40.0%;车轮多边形与钢轨波磨耦合激励下,轮轨垂向力和钢轨振动加速度均随车轮多边形阶数增大而增大,随钢轨波磨波长增大而减小。 展开更多
关键词 高速铁路 车轮多边形 钢轨波磨 轮轨垂向力 钢轨振动加速度 轮轨周期性不平顺耦合
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重载铁路钢轨高接头轮轨动力学响应特征
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作者 石彤 《铁道建筑》 北大核心 2025年第3期31-35,共5页
为研究重载铁路钢轨高接头轮轨动力学响应特征,在某重载铁路线路开展27~40 t轴重重载列车作用下钢轨焊接接头性能试验,对接头平直度和动力性能进行了测试。结果表明:经过重载试验,钢轨焊接接头低塌量远低于修理限值;平直度为0.50~1.0 mm... 为研究重载铁路钢轨高接头轮轨动力学响应特征,在某重载铁路线路开展27~40 t轴重重载列车作用下钢轨焊接接头性能试验,对接头平直度和动力性能进行了测试。结果表明:经过重载试验,钢轨焊接接头低塌量远低于修理限值;平直度为0.50~1.0 mm/1 m高接头的脱轨系数、轮轴横向力等安全性参数均满足安全限值,但其平直度高点值越大,安全裕量越小;轴重每提高1 t,焊接接头轮轨垂向力增大约5 kN;对于平直度大于0.5 mm/1 m但小于1.0 mm/1 m的高接头,当轴重不大于35 t、速度不超过80 km/h时,或轴重为35 t、速度不超过70 km/h时,轮轨垂向力可满足UIC 518标准要求。建议我国重载铁路轮轨垂向力限值参考UIC 518;建议27~40 t轴重重载铁路钢轨焊接接头平直度高点值控制在0.5 mm以内。 展开更多
关键词 重载铁路 高接头 平直度 试验研究 轮轨动力学 轮轨垂向力
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动车组车轮失圆状态下的轮轨动态响应特征研究
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作者 田光荣 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第2期95-103,共9页
轮轨接触特性直接影响车辆动态响应,如车轮存在局部踏面损伤或多边形等失圆状态时,将直接引起较大的轮轨附加冲击作用及异常振动,严重影响动车组运行安全性和舒适性。以基于轮轨力地面测量的车轮状态在线监测数据为样本展开分析,结果表... 轮轨接触特性直接影响车辆动态响应,如车轮存在局部踏面损伤或多边形等失圆状态时,将直接引起较大的轮轨附加冲击作用及异常振动,严重影响动车组运行安全性和舒适性。以基于轮轨力地面测量的车轮状态在线监测数据为样本展开分析,结果表明:轮轨力连续测量可完整捕捉车轮失圆引起的垂向动态响应特征,并通过时频分析量化评估其损伤严重程度;高频力随主频增大呈现非线性变化趋势;车轮多边形萌生发展到一定幅值后将呈加速增长趋势;车轮失圆引起的轮轨响应特征呈现出季节性特征,即夏季多发,初步认为与轨下结构动刚度有关;从累计损伤的角度出发,合理利用轮轨动态响应的监测及评估结果可有效作为轴承等关联部件的累积损伤输入,支撑其故障诊断及寿命预测。 展开更多
关键词 轮轨力 失圆 动态响应 累积损伤 故障诊断
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小半径曲线上P75钢轨打磨廓形设计及应用研究 被引量:3
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作者 刘永乾 任尊松 +2 位作者 侯银庆 吴潇 王军平 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1112-1119,共8页
以国内某重载铁路R400 m曲线P75钢轨为研究对象,建立了轮轨接触模型和轮径差曲线描述模型,选取代表性车轮踏面和钢轨廓形,采用轮径差曲线逆向求解法优化了轮轨接触区域钢轨廓形,并依据打磨量最小化原则设计得到了曲线钢轨打磨廓形。建... 以国内某重载铁路R400 m曲线P75钢轨为研究对象,建立了轮轨接触模型和轮径差曲线描述模型,选取代表性车轮踏面和钢轨廓形,采用轮径差曲线逆向求解法优化了轮轨接触区域钢轨廓形,并依据打磨量最小化原则设计得到了曲线钢轨打磨廓形。建立了实测参数下的车辆-轨道多体动力学仿真模型,对比分析了实测廓形和设计廓形匹配下的动力学指标。按钢轨廓形设计要求,在该R400 m曲线上实施了钢轨打磨试验和轮轨动力学测试。研究结果表明,优化后轮径差曲线趋于平滑,车辆曲线通过能力得到提高,抗脱轨能力得到保持;轮轨关系得到显著改善、轮轨接触点交叉跳跃和集中问题得到缓解;轮轨横向力减小20%以上,脱轨系数减小16%以上,钢轨法向接触应力减小32%以上,轮轨蠕滑力减小26%以上;实施打磨后,轮轨横向力减小34%以上,脱轨系数减小35%以上,钢轨振动加速度减小35%以上;打磨后3个月轨面疲劳伤损未见明显发展,钢轨使用寿命由前一换轨周期的8个月延长至13.5个月。仿真分析和打磨试验验证了钢轨廓形设计方法在重载铁路小半径曲线的应用效果。 展开更多
关键词 轮径差曲线 钢轨廓形设计 钢轨打磨 轮轨力 钢轨振动加速度 钢轨磨耗
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