基于频响函数的车轮多边形磨耗车载定量诊断方法

1

作者 许文天 梁树林 +3 位作者 池茂儒 蔡吴斌 陶公权 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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车轮多边形磨耗主导阶数的演变对车桥系统振动响应的影响 被引量：1

2

作者 张钞奕 吴梦雪 +1 位作者 唐德发 徐昕宇 《科学技术与工程》 北大核心 2025年第4期1658-1666,共9页

为分析车轮多边形磨耗主导阶数的发展对车桥耦合振动系统响应的影响,针对多边形磨耗主导阶数的关键影响因素及发展规律进行归纳总结,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,建立列车—桥梁耦合动力学模型,分别探讨在不同运营里程、列车运营速... 为分析车轮多边形磨耗主导阶数的发展对车桥耦合振动系统响应的影响,针对多边形磨耗主导阶数的关键影响因素及发展规律进行归纳总结,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,建立列车—桥梁耦合动力学模型,分别探讨在不同运营里程、列车运营速度、扣件垂向刚度和轮径变化下车轮多边形磨耗主导阶数的演变对车桥耦合系统振动响应的影响规律。研究结果表明:车轮多边形磨耗主导阶数的演变对车桥耦合系统动力响应的影响显著。整体来讲,当车轮发生高阶多边形磨耗时,桥梁跨中横向加速度和竖向加速度显著增大,列车轮轨垂向力和脱轨系数也明显增大且列车车轮出现瞬时跳动现象,对桥上高速列车运行的品质和桥梁结构的安全运营造成影响,需要及时对车轮进行镟修工作。 展开更多

关键词 铁路桥梁 动力响应 列车-桥梁耦合系统 车轮多边形磨耗 主导阶数演变

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车轮多边形磨耗对车桥耦合振动响应的影响 被引量：1

3

作者 唐德发 吴梦雪 +2 位作者 徐昕宇 张钞奕 李永乐 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第1期108-116,共9页

为探究车轮多边形磨耗对车桥耦合系统振动响应的影响规律,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,以国内某高速列车和铁路简支梁桥为原型,建立车桥耦合振动分析模型,把轨道不平顺和车轮多边形磨耗作为系统的输入激励,对车桥耦合系统的振动特... 为探究车轮多边形磨耗对车桥耦合系统振动响应的影响规律,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,以国内某高速列车和铁路简支梁桥为原型,建立车桥耦合振动分析模型,把轨道不平顺和车轮多边形磨耗作为系统的输入激励,对车桥耦合系统的振动特性展开研究。结果表明:车轮多边形磨耗对车桥耦合系统的振动响应影响显著;3阶车轮多边形磨耗使轮重减载率增大67.7%,严重降低了列车行驶的安全性,也使桥梁跨中横、竖向加速度分别增大2.74倍和2.27倍;车桥耦合振动响应随着车轮多边形磨耗幅值、阶数的增大而增大,当车轮多边形磨耗幅值由0.02 mm增大至0.08 mm时,列车轮重减载率、桥梁跨中横向和竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加76.5%、174%和127%、47.3%和83.1%;当车轮多边形磨耗阶数由1阶增大至4阶时,列车轮重减载率、桥梁跨中竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加116%、389%、82.0%和170%。特别地,列车以200 km/h速度运行时,3阶车轮多边形磨耗引发桥梁横向共振使得桥梁跨中横向加速度显著增大,是4阶车轮多边形磨耗作用时的2.74倍。 展开更多

关键词 车桥耦合系统 联合仿真 车轮多边形磨耗 振动响应 共振

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地铁车轮多边形磨耗动态监测评价指标

4

作者 陈洪轩 马盛况 +3 位作者 沈钢 余道洪 王伟铭 范广能 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第12期235-240,共6页

[目的]地铁车轮的多边形磨耗会使车辆产生振动,影响车辆运行的平稳性和舒适性。现有的车轮不圆度静态检测手段需要消耗大量的人力、物力,因此需对车轮多边形磨耗的严重程度进行动态监测。[方法]建立整车刚性、轨下基础柔性动力学仿真模... [目的]地铁车轮的多边形磨耗会使车辆产生振动,影响车辆运行的平稳性和舒适性。现有的车轮不圆度静态检测手段需要消耗大量的人力、物力,因此需对车轮多边形磨耗的严重程度进行动态监测。[方法]建立整车刚性、轨下基础柔性动力学仿真模型;提出基于钢轨振动加速度的车轮多边形阶数特征分析方法,分析车轮多边形磨耗评价指标,并基于实测数据对其进行验证。[结果及结论]车轮多边形程度指标K受轨道不平顺影响小,能够定量地反映车轮的不圆程度;基于评价指标K计算获得的车轮多边形幅值与实际车轮的圆周径跳幅值具有较好的一致性。 展开更多

关键词 地铁 车辆 车轮多边形磨耗

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车轮多边形磨耗机理的有限元研究 被引量：74

5

作者 陈光雄 金学松 +2 位作者 邬平波 戴焕云 周仲荣 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期14-18,共5页

在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对-钢轨-轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型。在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积。钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨... 在车辆稳态通过小半径曲线和直线的条件下,建立由轮对-钢轨-轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型。在模型中,假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积。钢轨和车轮在饱和蠕滑力作用下产生动力学耦合,当耦合关系比较强时,轮轨系统会出现弹性黏-滑振动。应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,发现在一些条件下轮轨系统存在严重的频率不大于150Hz的黏-滑弹性振动。振动模态显示,在轮轨发生黏-滑振动时,车轮相对钢轨发生横向滑动,而轮轨系统的低频黏-滑振动是引起车轮多边形磨耗的原因之一。应用本文方法可预测在小半径曲线和直线线路运行的车轮的多边形磨耗。计算结果发现,当正确选择轨枕支撑弹簧刚度或当控制轮轨摩擦系数不大于0.27时,可抑制甚至消除车轮多边形磨耗。 展开更多

关键词 摩擦 蠕滑力 自激振动 车轮 钢轨 车轮多边形磨耗

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动车组车轮多边形磨耗发展历程模拟及车轮粗糙度的影响 被引量：12

6

作者 宋志坤 任海星 +3 位作者 胡晓依 刘元富 刘伟 李强 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期23-28,共6页

将车辆/轨道耦合动力学模型与Archard磨耗模型相结合,建立长期磨损迭代模型,用以模拟动车组运行时车轮多边形的整个发展历程。模拟动车组以速度为250、300 km/h运行时车轮多边形的发展历程,结果与实际情况吻合,验证了模型的正确性。使... 将车辆/轨道耦合动力学模型与Archard磨耗模型相结合,建立长期磨损迭代模型,用以模拟动车组运行时车轮多边形的整个发展历程。模拟动车组以速度为250、300 km/h运行时车轮多边形的发展历程,结果与实际情况吻合,验证了模型的正确性。使用频率计算公式得出车轮多边形激励频率约为580 Hz,说明在轮对与钢轨之间存在一个固定的振动频率,这个振动频率促进了车轮多边形的产生和发展。对比分析车轮粗糙度对车轮多边形的影响,结果表明,提高镟修质量可以减缓多边形的增长速度。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 车轮/轨道耦合动力学模型 长期磨损迭代模型 磨耗预测

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基于柔性旋转轮对的车轮多边形磨耗对轮轨力的影响分析 被引量：10

7

作者 崔潇 姚建伟 孙丽霞 《铁道建筑》 北大核心 2019年第6期140-145,共6页

为研究考虑柔性轮对旋转效应时车轮多边形磨耗对轮轨力的影响,结合有限元法和多体动力学理论,建立了带有车轮多边形磨耗的车辆轨道刚柔耦合动力学模型,编写了车辆轨道耦合动力学程序及欧拉坐标系下的柔性轮对计算程序,并在此基础上计算... 为研究考虑柔性轮对旋转效应时车轮多边形磨耗对轮轨力的影响,结合有限元法和多体动力学理论,建立了带有车轮多边形磨耗的车辆轨道刚柔耦合动力学模型,编写了车辆轨道耦合动力学程序及欧拉坐标系下的柔性轮对计算程序,并在此基础上计算了刚性轮对、忽略旋转效应的柔性轮对和考虑旋转效应的柔性轮对存在多边形磨耗时的轮轨力,分析了多边形阶数、磨耗程度对轮轨力的影响。研究表明:在考虑柔性轮对旋转效应的车轮多边形磨耗影响下,轮轨力响应存在主频分离现象,对轮轨力的波动影响较明显;当列车运行速度为300 km/h,车轮多边形阶数为24~28阶时,轮轨垂向力出现了拍振现象且波动较大,相对于轨枕位置存在约0.5π的相位超前;当多边形磨耗严重时,高阶多边形引起的2倍频能量上升,对轮轨力的波动幅值影响较大。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 旋转效应 仿真分析 刚柔耦合 频率分离

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高速列车车轮多边形磨耗的形成机理及影响因素探究 被引量：24

8

作者 赵晓男 陈光雄 +3 位作者 崔晓璐 吕金洲 张胜 朱琪 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第8期8-13,共6页

目的研究高速列车车轮多边形磨耗的形成机理以及轮轨系统结构参数对车轮多边形磨耗的影响。方法基于轮轨间蠕滑力饱和引起轮轨系统摩擦自激振动从而导致车轮多边形磨耗的理论,建立了包含车轮、钢轨、轨枕和道床的实体模型,然后导入到有... 目的研究高速列车车轮多边形磨耗的形成机理以及轮轨系统结构参数对车轮多边形磨耗的影响。方法基于轮轨间蠕滑力饱和引起轮轨系统摩擦自激振动从而导致车轮多边形磨耗的理论,建立了包含车轮、钢轨、轨枕和道床的实体模型,然后导入到有限元软件ABAQUS中,钢轨和轨枕之间采用点对点的无质量弹簧阻尼单元组进行模拟,轨枕和道床之间采用绑定约束连接,道床底部支撑采用点对地的无质量弹簧阻尼单元组。采用复特征值方法研究高速线路上发生制动滑动时轮轨系统的运动稳定性。结果在饱和蠕滑力的作用下,高速线路轮轨系统产生的不稳定振动频率为f=495.01 Hz,列车轮对容易产生18阶多边形磨耗。在一定范围内,扣件的垂向刚度对抑制车轮多边形磨耗影响较小,适当提高扣件的垂向阻尼,可以有效抑制轮轨系统的摩擦自激振动,从而达到抑制车轮多边形磨耗的目的。不同偏心形式对轮轨系统不稳定振动几乎没有影响。结论在高速线路上,列车制动滑动容易引起车轮多边形磨耗,适当提高钢轨扣件的垂向阻尼,可有效抑制车轮多边形磨耗。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 自激振动 复特征值分析 垂向刚度 垂向阻尼 重心偏移

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基于有限元的高速列车车轮多边形磨耗成因分析 被引量：7

9

作者 吴波文 刘婷 +2 位作者 王晓翠 潘家保 张荣芸 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第1期131-141,共11页

研究了中国高速列车车轮多边形磨耗的形成原因,考虑轮对的旋转惯量,建立了高速列车轮对-轨道-盘式制动系统有限元模型.基于轮轨系统摩擦自激振动的理论,采用有限元复特征值分析法研究了高速列车制动时轮对-轨道-盘式制动系统的稳定性.... 研究了中国高速列车车轮多边形磨耗的形成原因,考虑轮对的旋转惯量,建立了高速列车轮对-轨道-盘式制动系统有限元模型.基于轮轨系统摩擦自激振动的理论,采用有限元复特征值分析法研究了高速列车制动时轮对-轨道-盘式制动系统的稳定性.研究了饱和的轮轨蠕滑力和盘式制动系统摩擦力耦合作用对车轮多边形磨耗的影响,并调查了轮轨-轨道-盘式制动系统的参数敏感性.数值模拟结果表明:在饱和的轮轨蠕滑力和盘式制动器摩擦力耦合作用下,轮轨系统的摩擦自激振动导致高速列车车轮多边形磨耗的产生,其导致的21~22阶和23~24阶车轮多边形磨耗占主导地位,这与中国高速列车高阶车轮多边形磨耗最为符合.饱和的轮轨蠕滑力主要影响较低阶车轮多边形磨耗,盘式制动器摩擦力主要影响较高阶车轮多边形磨耗.制动压力为13 kN时,车轮多边形磨耗形成的几率最小,发展速度最慢.过高或者过低的垂向悬挂力均不利于抑制车轮多边形磨耗.垂向悬挂力为75 kN时,车轮多边形磨耗形成的可能性最小,发展速度最慢. 展开更多

关键词 摩擦自激振动 车轮多边形磨耗 高速列车 盘式制动器 饱和蠕滑力

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兰新客运专线动车组车轮多边形磨耗的机理 被引量：10

10

作者 赵晓男 陈光雄 +3 位作者 康熙 朱琪 张胜 吕金洲 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第2期364-371,共8页

由于兰新客运专线的线路复杂环境,动车组车轮多边形磨耗现象严峻,加大了列车运行过程中的轮轨作用力,影响了乘客舒适性,给高速列车的安全运行造成极大威胁.为解决上述问题,基于长期跟踪客运专线获得的车轮多边形磨耗规律以及摩擦自激理... 由于兰新客运专线的线路复杂环境,动车组车轮多边形磨耗现象严峻,加大了列车运行过程中的轮轨作用力,影响了乘客舒适性,给高速列车的安全运行造成极大威胁.为解决上述问题,基于长期跟踪客运专线获得的车轮多边形磨耗规律以及摩擦自激理论的观点,建立了轮对-钢轨-轨道板摩擦耦合自激振动模型,通过复特征值分析方法来研究车轮多边形磨耗的形成原因及其发展规律.研究结果表明,在直线线路上,轮轨间蠕滑力饱和引起的摩擦自激振动易导致车轮第15~16阶多边形磨耗;在制动系统和轮轨系统耦合的情况下,动力轮对和非动力轮对对应的不稳定振动频率分别容易引起第23~24阶和第22~23阶车轮多边形磨耗;轮轨之间的黏着系数变大可能是导致冬春季车轮多边形发展速度较夏季快的重要原因. 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 摩擦 数值仿真 饱和蠕滑力 制动耦合系统 黏着系数

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轴盘制动对高速列车车轮多边形磨耗的影响 被引量：2

11

作者 康熙 陈光雄 +1 位作者 朱琪 董丙杰 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期43-50,共8页

目的 研究高速列车轴盘制动引起车轮多边形磨耗的形成机理,并提出相应的抑制措施。方法 基于摩擦自激振动引起车轮多边形磨耗的观点,建立高速列车拖车轮对-轴盘制动-轨道系统的有限元模型。采用复特征值法,分析制动工况下制动盘和制动... 目的 研究高速列车轴盘制动引起车轮多边形磨耗的形成机理,并提出相应的抑制措施。方法 基于摩擦自激振动引起车轮多边形磨耗的观点,建立高速列车拖车轮对-轴盘制动-轨道系统的有限元模型。采用复特征值法,分析制动工况下制动盘和制动片摩擦激励的振动。根据等效阻尼比判断摩擦自激振动的不稳定性,等效阻尼比越小,则不稳定振动发生趋势越强。当等效阻尼比小于–0.001时,不稳定振动的振幅会克服系统阻尼逐渐增大。为了考虑模型中非线性因素的影响,采用瞬时动态仿真,获得制动时轮轨间的法向接触力,通过功率谱密度分析,获得轮轨振动主频。此外,分析轴盘制动系统安装位置和3种类型的制动片对车轮多边形磨耗的影响。结果 轴盘制动系统摩擦制动容易激励出637 Hz左右的不稳定振动,由于复特征值分析与瞬时动态分析求解方法不同,因此该不稳定振动频率的计算结果存在6%左右的相对误差。轴盘制动系统的安装位置对于不稳定振动的发生趋势具有重要影响,考虑到轴盘制动系统实际安装空间,当制动压力角为–10°-10°时,637Hz左右的振动对应的等效阻尼比随压力角的增大而减小。采用多个蜂窝状制动单元组成的制动片,在制动时可引起602 Hz左右的不稳定振动。当制动片表面存在复合沟槽结构时,在550-650 Hz内,没有等效阻尼比小于–0.001的不稳定振动。结论 当高速列车运行速度为300 km/h时,轴盘摩擦制动引起的637 Hz左右的不稳定振动可通过轮对传导至轮轨系统中,引起轮轨摩擦功周期性波动,从而导致拖车车轮发生22-23阶多边形磨耗。在满足制动系统安装要求的条件下,适当增大压力角,可减轻由轴盘制动引起的车轮多边形磨耗。采用多个蜂窝状制动单元组成的制动片,容易导致拖车车轮发生20-21阶多边形磨耗。在制动片表面添加复合沟槽结构,可抑制由轴盘制动引起的19-23阶车轮多边形磨耗。 展开更多

关键词 轴盘制动系统 车轮多边形磨耗 摩擦自激振动 数值仿真 高速列车 表面沟槽

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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

12

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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机车多边形磨耗车轮镟修异常原因分析及改进措施 被引量：9

13

作者 任德祥 陶功权 +3 位作者 刘欢 梁红琴 陈国胜 温泽峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期2317-2326,共10页

针对某型号不落轮镟床不能有效消除机车车轮多边形磨耗的问题,建立车轮镟修的几何关系模型,分析采用驱动轮定位镟床不能有效消除车轮多边形的原因。基于SolidWorks Motion模块建立该镟床镟修的仿真模型,仿真不同状态多边形车轮的镟修效... 针对某型号不落轮镟床不能有效消除机车车轮多边形磨耗的问题,建立车轮镟修的几何关系模型,分析采用驱动轮定位镟床不能有效消除车轮多边形的原因。基于SolidWorks Motion模块建立该镟床镟修的仿真模型,仿真不同状态多边形车轮的镟修效果,并研究相应的改进措施。研究结果表明:当车轮与镟床驱动轮接触点之间的弧长约为车轮多边形波长的整数倍时,采用驱动轮定位镟修将产生极强的仿形效果,这是不能有效消除多边形磨耗的根本原因。采用多次进刀镟修无明显改善效果,通过改变驱动轮间距可有效改善车轮多边形的镟修质量。建议将传统不落轮镟床优化设计为驱动轮间距可调节的改进型镟床,或采用轴箱定位镟修。 展开更多

关键词 机车车轮 车轮多边形磨耗 不落轮镟修

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车轮多边形激励下高速列车制动界面摩擦学行为分析 被引量：7

14

作者 王志伟 张亮 +1 位作者 莫继良 王开云 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1083-1093,共11页

高速列车车轮多边形磨耗是一种沿车轮周向的不均匀磨耗,是列车服役过程中常见的车轮失效现象,其产生的剧烈轮轨激励严重威胁车辆系统服役可靠性.制动系统作为保障高速列车服役安全的核心部件,其界面摩擦学行为直接受到轮轨激励的影响.... 高速列车车轮多边形磨耗是一种沿车轮周向的不均匀磨耗,是列车服役过程中常见的车轮失效现象,其产生的剧烈轮轨激励严重威胁车辆系统服役可靠性.制动系统作为保障高速列车服役安全的核心部件,其界面摩擦学行为直接受到轮轨激励的影响.为探究车轮多边形激励下的制动界面摩擦学行为,建立了刚柔耦合车辆动力学模型和制动系统热机耦合有限元模型,并分别通过线路试验和台架试验验证了模型的正确性.然后,提出一种考虑车轮多边形激励的制动界面摩擦学行为分析方法,能够真实地反映服役过程中制动界面摩擦学行为.基于此,研究了不同车辆运行速度下车轮多边形激励对制动系统动态接触、温度以及振动特性的影响规律.结果表明:车轮多边形磨耗导致系统接触面积、摩擦热、接触应力和振动等摩擦学行为更为复杂且剧烈.此外,系统接触面积标准差和振动加速度均方根值随速度的增加而增大.因此,车轮多边形磨耗对制动界面摩擦学行为具有不可忽略的影响.该研究成果可为制动系统界面摩擦学行为研究及结构优化设计提供有效方法与工程指导. 展开更多

关键词 高速列车 摩擦学行为 车轮多边形磨耗 制动系统 热机耦合

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多边形磨耗对轮轨力和轴箱加速度的影响研究 被引量：4

15

作者 林凤涛 王瑞涛 《机电工程》 CAS 北大核心 2020年第8期882-887,共6页

针对高速动车组车轮多边形磨耗会加剧轮轨间的相互作用,导致轮轨间异常伤损的问题,建立了车辆轮对的有限元模型,并利用Lancos法对车轮进行了模态分析。建立了考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合动力学模型,研究了车轮多边形磨耗对轮轨力和轴箱... 针对高速动车组车轮多边形磨耗会加剧轮轨间的相互作用,导致轮轨间异常伤损的问题,建立了车辆轮对的有限元模型,并利用Lancos法对车轮进行了模态分析。建立了考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合动力学模型,研究了车轮多边形磨耗对轮轨力和轴箱加速度的影响,分析了不同速度级下的不同幅值、阶次的车轮多边形磨耗的动力学响应。仿真及研究结果表明:随着车轮多边形磨耗的幅值增加,轮轨垂向力和轴箱垂向加速度均有增加,在18、23多边形阶次下,车轮多边形磨耗引发的激扰频率区间为300 Hz^350 Hz、500 Hz^550 Hz和680 Hz^750 Hz,该频率区间与柔性轮对系统模态接近引起谐振,导致在上述区间段轮轨力与振动加速度幅值显著增加。 展开更多

关键词 车轮椭圆化 车轮多边形磨耗 轮轨系统 刚柔耦合 轮对模态

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高速列车车轮踏面非圆磨耗机理 被引量：21

16

作者 陈光雄 崔晓璐 王科 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第2期244-250,共7页

为揭示高速列车车轮踏面非圆磨耗的产生机理,控制高速列车车轮的非圆磨耗,基于高速列车在雨、雪条件下调速制动可能发生轮轨滑动的特点,建立了由轮对和钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,使用该模型对轮轨系统进行了摩擦自激振动发生... 为揭示高速列车车轮踏面非圆磨耗的产生机理,控制高速列车车轮的非圆磨耗,基于高速列车在雨、雪条件下调速制动可能发生轮轨滑动的特点,建立了由轮对和钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,使用该模型对轮轨系统进行了摩擦自激振动发生趋势的仿真分析.仿真结果表明,在轮对调速制动轮轨蠕滑力达到饱和(即滑动)状态下,轮轨系统容易发生摩擦自激振动,此摩擦自激振动能引起车轮非圆磨耗,并提出控制高速列车调速制动时的制动摩擦力使轮轨不发生滑动是抑制车轮非圆磨耗的主要措施,增大钢轨扣件垂向阻尼是控制高速列车车轮非圆磨耗的可行方法. 展开更多

关键词 车轮非圆磨耗 车轮椭圆化 车轮多边形磨耗 轮轨系统 摩擦自激振动

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基于轴箱垂向振动加速度的地铁车轮失圆状态诊断方法 被引量：5

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作者 梁红琴 姜进南 +5 位作者 陶功权 刘奇锋 卢纯 温泽峰 张楷 肖乾 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期431-443,共13页

首先,建立卷积神经网络、深度置信网络、支持向量机和以一维卷积神经网络全连接层特征为输入的支持向量机模型(1DCNN-SVM),对比上述模型在地铁车轮失圆状态分类识别上的效果;其次,利用代理模型构建轴箱垂向加速度均方根与车速和多边形... 首先,建立卷积神经网络、深度置信网络、支持向量机和以一维卷积神经网络全连接层特征为输入的支持向量机模型(1DCNN-SVM),对比上述模型在地铁车轮失圆状态分类识别上的效果;其次,利用代理模型构建轴箱垂向加速度均方根与车速和多边形磨耗幅值之间的映射关系;最后,通过智能优化算法逆向求解幅值,对比不同代理模型和智能优化算法在多边形磨耗幅值识别上的适用性。研究结果表明:1DCNN-SVM模型在正常、低阶多边形、高阶多边形、随机非圆车轮4类典型的车轮不圆度状态分类识别中取得99.82%的准确性,相比另外3种分类方法,其泛化性能和强化学习能力都具有明显的优势。在车轮多边形磨耗幅值识别方面,基于克里金模型(KSM)和粒子群算法(PSO)的波深识别模型具有更好的预测稳定性和时效性。 展开更多

关键词 车轮多边形磨耗 卷积神经网络 支持向量机 代理模型 智能优化算法

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中高频激励下轮轨不同建模方法对轮轨动态相互作用的影响 被引量：11

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作者 刘孟奇 陶功权 +3 位作者 肖国放 任德祥 刘欢 温泽峰 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第10期150-158,共9页

动力学仿真是分析铁道车辆运行时各部件动态响应的主要研究手段之一。联合有限元软件ANSYS和动力学软件SIMPACK软件建立B型地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,模型考虑轮对和轨道不同建模方法,研究车轮多边形磨耗激励下不同模型轮轨动态... 动力学仿真是分析铁道车辆运行时各部件动态响应的主要研究手段之一。联合有限元软件ANSYS和动力学软件SIMPACK软件建立B型地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,模型考虑轮对和轨道不同建模方法,研究车轮多边形磨耗激励下不同模型轮轨动态相互作用的差异。结果表明:多刚体动力学模型与仅考虑轮对结构柔性动力学模型有效分析频率较低,仅为0~30 Hz,但计算速度快,建模流程简单;虽然考虑轨道结构柔性的动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型计算速度慢,建模流程相对复杂,但其计算结果更加准确。在分析轮轨中高频激励下的动态响应时,建议采用考虑轨道结构柔性动力学模型和考虑轮对、轨道结构柔性的动力学模型。 展开更多

关键词 地铁车辆 刚柔耦合动力学 车轮多边形磨耗 轮轨力

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