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车轮型面磨耗耦合车轮多边形对车辆动态响应的影响研究
1
作者
李洪晓
李莉
+4 位作者
张云飞
叶长鑫
孙宇铎
俞鑫源
李政
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期4240-4252,共13页
地铁车辆运行过程中,车轮磨耗是不可避免的问题。作为车轮的典型磨耗形式,型面磨耗和多边形均对车辆的服役性能产生显著影响。为探究2种磨耗形式的耦合作用及其对车辆性能响应的影响规律,首先基于现场实测数据分析了车轮型面磨耗和车轮...
地铁车辆运行过程中,车轮磨耗是不可避免的问题。作为车轮的典型磨耗形式,型面磨耗和多边形均对车辆的服役性能产生显著影响。为探究2种磨耗形式的耦合作用及其对车辆性能响应的影响规律,首先基于现场实测数据分析了车轮型面磨耗和车轮多边形的演变规律。其次,采用现场实测与数值模拟相结合的研究方法,系统分析了车轮型面磨耗耦合车轮多边形对车辆运行稳定性、平稳性以及曲线通过性能的影响规律。研究结果表明:车轮型面磨耗会降低车辆的临界速度,以踏面发生凹磨时最为显著;耦合车轮多边形后,临界速度随着多边形阶次增大而逐渐下降,且下降幅度与波深成正比。值得强调的是,当多边形阶次为10阶且波深为0.2 mm时,临界速度仅为61 km/h,严重影响车辆的运行稳定性。而且,车辆运行平稳性同样易受车轮型面磨耗的影响,但耦合车轮多边形对平稳性指标的影响较小。另外,型面4种磨耗工况下,耦合5阶以上的车轮多边形往往会引起曲线通过性能指标上升。若型面磨耗形式为凹磨,会加剧车轮多边形对轮轨横向力和磨耗指数的不良影响,导致幅值上升更为显著。与之相反,若型面在名义滚动圆附近的磨耗深度差异较小,型面局部变化均匀,将会在一定程度上抑制车轮多边形产生的不良影响。研究结果可为轨道车辆车轮磨耗检测和维护提供参考,从而进一步保证车辆的安全运行。
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关键词
地铁车辆
车轮型面磨耗
车轮
多边形
耦合作用
车辆性能响应
在线阅读
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职称材料
车轮型面磨耗诱发高速铁路轮轨接触几何参数时变的规律
被引量：
8
2
作者
肖乾
昌超
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期85-92,共8页
将轨道系统视为无质量的黏弹性力元,运用多体动力学软件UM建立CRH2型高速列车单个车体的车辆—轨道耦合动力学模型,并结合轮轨非椭圆滚动接触模型和车轮型面磨耗演变模型,以车轮最大磨耗深度为0.1mm作为车轮型面更新的条件,通过动力学...
将轨道系统视为无质量的黏弹性力元,运用多体动力学软件UM建立CRH2型高速列车单个车体的车辆—轨道耦合动力学模型,并结合轮轨非椭圆滚动接触模型和车轮型面磨耗演变模型,以车轮最大磨耗深度为0.1mm作为车轮型面更新的条件,通过动力学仿真研究轨道系统振动、车辆悬挂力元非线性和轮轨接触几何非线性特性等影响下滚动圆半径差、等效锥度、接触角和接触点分布等轮轨接触几何参数的时变规律。结果表明:通过不同运营里程下车轮型面磨耗和名义滚动圆半径处磨耗仿真与实测的对比结果,验证了模型的准确性;随着运营时间的推移和运营里程的增加,车轮型面磨耗会对轮轨接触几何参数产生明显的影响:其中,等效锥度、滚动圆半径差和接触角在运营里程从0逐渐增加到10万km的过程中变化明显,而从10万km逐渐增加到20万km时变化渐缓,然后在从20万km逐渐增加到25万km的过程中车轮型面磨耗又进一步加剧,等效锥度、滚动圆半径差和接触角的变化幅度又急剧增加,轮轨接触点分布则随着运营里程的增加由一点接触逐渐向两点接触演变,车辆的动力学性能也随之下降。
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关键词
车轮型面磨耗
轮轨接触
几何参数
滚动圆半径
等效锥度
接触角
动力学仿真
高速列车
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职称材料
轮轨接触条件对风载作用下高速列车运行安全性的影响
3
作者
孙丽霞
朱亮
+3 位作者
吴宁
池长欣
王友彪
周春阳
《中南大学学报(自然科学版)》
2025年第3期1210-1222,共13页
采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响...
采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况对车辆运行安全性偏不利,磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况对车体横向运行平稳性偏不利;在不同的轮轨摩擦因数下,轮对的蛇行运动姿态有明显差异,在低轮轨摩擦因数下,轮对在背风侧钢轨附近作小幅值蛇行运动,在高轮轨摩擦因数下,轮对在纯滚动线附近作大幅值蛇行运动;轮轨接触条件对列车运行安全失效形式也有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况下易发生轮重减载及轮轴横向力超限的问题,而磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况下易导致低频晃车。
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关键词
风载
轮轨摩擦因数
磨耗
车轮
型
面
高速列车
低频晃车
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职称材料
题名
车轮型面磨耗耦合车轮多边形对车辆动态响应的影响研究
1
作者
李洪晓
李莉
张云飞
叶长鑫
孙宇铎
俞鑫源
李政
机构
同济大学铁道与城市轨道交通研究院
上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室
广州地铁集团有限公司
中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所
出处
《铁道科学与工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第10期4240-4252,共13页
基金
上海市自然科学基金资助项目(20ZR1460700)
上海市多网多模式轨道交通协同创新中心和同济大学实验教改专项(2860104036)。
文摘
地铁车辆运行过程中,车轮磨耗是不可避免的问题。作为车轮的典型磨耗形式,型面磨耗和多边形均对车辆的服役性能产生显著影响。为探究2种磨耗形式的耦合作用及其对车辆性能响应的影响规律,首先基于现场实测数据分析了车轮型面磨耗和车轮多边形的演变规律。其次,采用现场实测与数值模拟相结合的研究方法,系统分析了车轮型面磨耗耦合车轮多边形对车辆运行稳定性、平稳性以及曲线通过性能的影响规律。研究结果表明:车轮型面磨耗会降低车辆的临界速度,以踏面发生凹磨时最为显著;耦合车轮多边形后,临界速度随着多边形阶次增大而逐渐下降,且下降幅度与波深成正比。值得强调的是,当多边形阶次为10阶且波深为0.2 mm时,临界速度仅为61 km/h,严重影响车辆的运行稳定性。而且,车辆运行平稳性同样易受车轮型面磨耗的影响,但耦合车轮多边形对平稳性指标的影响较小。另外,型面4种磨耗工况下,耦合5阶以上的车轮多边形往往会引起曲线通过性能指标上升。若型面磨耗形式为凹磨,会加剧车轮多边形对轮轨横向力和磨耗指数的不良影响,导致幅值上升更为显著。与之相反,若型面在名义滚动圆附近的磨耗深度差异较小,型面局部变化均匀,将会在一定程度上抑制车轮多边形产生的不良影响。研究结果可为轨道车辆车轮磨耗检测和维护提供参考,从而进一步保证车辆的安全运行。
关键词
地铁车辆
车轮型面磨耗
车轮
多边形
耦合作用
车辆性能响应
Keywords
subway vehicles
wheel profile wear
wheel polygon
coupling effect
vehicle performance response
分类号
U270.11 [机械工程—车辆工程]
在线阅读
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职称材料
题名
车轮型面磨耗诱发高速铁路轮轨接触几何参数时变的规律
被引量：
8
2
作者
肖乾
昌超
机构
华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
出处
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第5期85-92,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51565013)
江西省杰出青年人才资助计划项目(20171BCB23058)
西南交通大学牵引动力国家重点实验室开放课题(TPL1407)
文摘
将轨道系统视为无质量的黏弹性力元,运用多体动力学软件UM建立CRH2型高速列车单个车体的车辆—轨道耦合动力学模型,并结合轮轨非椭圆滚动接触模型和车轮型面磨耗演变模型,以车轮最大磨耗深度为0.1mm作为车轮型面更新的条件,通过动力学仿真研究轨道系统振动、车辆悬挂力元非线性和轮轨接触几何非线性特性等影响下滚动圆半径差、等效锥度、接触角和接触点分布等轮轨接触几何参数的时变规律。结果表明:通过不同运营里程下车轮型面磨耗和名义滚动圆半径处磨耗仿真与实测的对比结果,验证了模型的准确性;随着运营时间的推移和运营里程的增加,车轮型面磨耗会对轮轨接触几何参数产生明显的影响:其中,等效锥度、滚动圆半径差和接触角在运营里程从0逐渐增加到10万km的过程中变化明显,而从10万km逐渐增加到20万km时变化渐缓,然后在从20万km逐渐增加到25万km的过程中车轮型面磨耗又进一步加剧,等效锥度、滚动圆半径差和接触角的变化幅度又急剧增加,轮轨接触点分布则随着运营里程的增加由一点接触逐渐向两点接触演变,车辆的动力学性能也随之下降。
关键词
车轮型面磨耗
轮轨接触
几何参数
滚动圆半径
等效锥度
接触角
动力学仿真
高速列车
Keywords
Wheel profile wear
Wheel/rail contact
Geometric parameter
Rolling circle radius
Equivalent taper
Contact angle
Dynamics simulation
High speed train
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
U260.331 [机械工程—车辆工程]
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职称材料
题名
轮轨接触条件对风载作用下高速列车运行安全性的影响
3
作者
孙丽霞
朱亮
吴宁
池长欣
王友彪
周春阳
机构
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道科学技术研究发展中心
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
2025年第3期1210-1222,共13页
基金
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划课题(N2023T010)
中国铁道科学研究院集团有限公司院基金课题(2021YJ270)。
文摘
采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况对车辆运行安全性偏不利,磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况对车体横向运行平稳性偏不利;在不同的轮轨摩擦因数下,轮对的蛇行运动姿态有明显差异,在低轮轨摩擦因数下,轮对在背风侧钢轨附近作小幅值蛇行运动,在高轮轨摩擦因数下,轮对在纯滚动线附近作大幅值蛇行运动;轮轨接触条件对列车运行安全失效形式也有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况下易发生轮重减载及轮轴横向力超限的问题,而磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况下易导致低频晃车。
关键词
风载
轮轨摩擦因数
磨耗
车轮
型
面
高速列车
低频晃车
Keywords
wind load
wheel rail friction coefficient
worn wheel profile
high speed train
low frequency hunting
分类号
U266.2 [交通运输工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
车轮型面磨耗耦合车轮多边形对车辆动态响应的影响研究
李洪晓
李莉
张云飞
叶长鑫
孙宇铎
俞鑫源
李政
《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
车轮型面磨耗诱发高速铁路轮轨接触几何参数时变的规律
肖乾
昌超
《中国铁道科学》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
8
在线阅读
下载PDF
职称材料
3
轮轨接触条件对风载作用下高速列车运行安全性的影响
孙丽霞
朱亮
吴宁
池长欣
王友彪
周春阳
《中南大学学报(自然科学版)》
2025
在线阅读
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职称材料
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