基于深度残差收缩网络的地铁车轮扁疤故障诊断 被引量：2

1

作者 梁红琴 姜进南 +4 位作者 龙辉 陶功权 卢纯 温泽峰 张楷 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1234-1248,共15页

针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用... 针对地铁实际运营环境恶劣的问题,本文以轴箱振动加速度作为监测信号,基于深度残差收缩网络(DRSN),提出1种适用于强噪声背景的车轮扁疤故障严重程度辨识方法。首先,基于地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型生成车轮扁疤故障数据集,并采用数据增强技术提升数据集的多样性,同时满足深度学习对数据规模的要求。其次,设计1种结构合理的深度残差收缩网络,能够自适应地提取轴箱振动加速度信号的特征,从而实现车轮扁疤故障程度的智能分类。研究结果表明:在无噪声条件下,所提方法对正常车轮及轻度、中度和重度扁疤车轮的平均诊断精度达到99.88%(标准差为0.05);同时,在不同噪声等级下,该方法的平均诊断精度仍稳定保持在95%以上。与遗传算法结合支持向量机(GA-SVM)、卷积神经网络(CNN)、宽深度卷积神经网络(WDCNN)以及深度残差网络(ResNet)相比,所提方法具有更优异的辨识能力和鲁棒性。 展开更多

关键词 车辆-轨道耦合动力学模型 车轮扁疤 深度残差收缩网络 轴箱振动加速度 数据增强

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车轮扁疤-路基不均匀沉降下扣件参数对车轨动力特性影响研究

2

作者 李国芳 李宏洲 +3 位作者 马理超 吴少培 李得洋 高全福 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期33-44,共12页

为研究路基不均匀沉降区段扣件关键参数的合理取值,针对既有研究轮轨之间高频冲击效应考虑不足的问题,基于有限元与多体动力学方法,考虑车轮扁疤病害,建立考虑轨道结构层间脱空的车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型,探究路基不均匀沉降... 为研究路基不均匀沉降区段扣件关键参数的合理取值,针对既有研究轮轨之间高频冲击效应考虑不足的问题,基于有限元与多体动力学方法,考虑车轮扁疤病害,建立考虑轨道结构层间脱空的车辆-轨道-路基耦合系统动力学模型,探究路基不均匀沉降区段扣件系统刚度与阻尼参数的合理取值。研究结果表明:无扁疤病害时,较低的扣件刚度可获得优良的轮轨接触特性;当出现扁疤病害时,低刚度扣件难以抑制扁疤病害产生的轮轨高频振动效应,较高的扣件阻尼可有效衰减轮轨产生的高频冲击能量,设置沉降高发区段扣件刚度最高限值为40 MN/m、扣件阻尼最低限值为20 kN·s/m可有效减缓轮轨病害的产生及发展。研究结论以期为沉降高发区段扣件参数的合理取值提供参考。 展开更多

关键词 高速铁路 车轮扁疤 不均匀沉降 轮轨冲击 动力响应

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车轮扁疤与车轴冲击损伤耦合作用下列车车轴剩余寿命分析

3

作者 许珂 卢纯 +4 位作者 李乾 梁红琴 陶功权 邓永权 温泽峰 《机械强度》 北大核心 2025年第12期68-78,共11页

为研究某型高速动车组车轴的疲劳损伤问题,利用车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮对有限元分析模型,分析了车轮扁疤与车轴冲击损伤耦合作用下车轴裂纹的扩展行为,研究了不同车速、不同扁疤尺寸对车轴剩余寿命的影响规律。结果表明,含有... 为研究某型高速动车组车轴的疲劳损伤问题,利用车辆-轨道刚柔耦合动力学模型和轮对有限元分析模型,分析了车轮扁疤与车轴冲击损伤耦合作用下车轴裂纹的扩展行为,研究了不同车速、不同扁疤尺寸对车轴剩余寿命的影响规律。结果表明,含有冲击损伤的车轴剩余寿命与车速大小、车轮扁疤尺寸密切相关。当车轮扁疤和车轴冲击损伤共同存在时,存在一个与扁疤对应的临界速度,使车轴的剩余寿命最小;若车速保持不变,车轴剩余寿命随扁疤尺寸的增大而迅速减小;当车速为300 km/h,扁疤长度为30 mm,且车轴存在冲击损伤时,车轴的剩余寿命为58.37万公里,接近三级检修周期,需根据规定进行相应的处理。 展开更多

关键词 车轴疲劳 裂纹 车轮扁疤 冲击损伤 剩余寿命 扩展有限元

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车轮扁疤对高速列车制动系统动态响应影响分析

4

作者 蒋树 王志伟 +3 位作者 楚明 杨林川 莫继良 范志勇 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2025年第8期182-189,共8页

车轮扁疤是高速列车服役过程中的一种典型失效现象,其产生的剧烈轮轨激励将严重威胁列车行车安全。为探明其影响机制,建立考虑制动系统与轮对柔性变形的车辆刚柔耦合动力学模型,该模型详细考虑了制动摩擦、轮轨关系、车轮扁疤等非线性因... 车轮扁疤是高速列车服役过程中的一种典型失效现象,其产生的剧烈轮轨激励将严重威胁列车行车安全。为探明其影响机制,建立考虑制动系统与轮对柔性变形的车辆刚柔耦合动力学模型,该模型详细考虑了制动摩擦、轮轨关系、车轮扁疤等非线性因素,可反映服役过程中轮轨激扰作用下制动系统的动态响应。通过与线路试验数据对比,验证了模型的正确性。基于此,研究不同车轮扁疤长度与不同制动速度下的制动系统动态响应。结果表明:车轮扁疤会使轮轨垂向力、纵向蠕滑力、制动系统振动和界面摩擦等动态响应更剧烈;在制动速度较低时,扁疤长度对制动系统动态响应的影响更显著;扁疤长度一定时,随着速度增加,制动系统各部件振动的加速度先增大后减小,并在制动速度100 km/h左右时达到最大值。该研究可为制动系统设计优化提供参考。 展开更多

关键词 车轮扁疤 制动系统 刚柔耦合 高速列车 动力学

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基于多结构数据驱动的车轮扁疤定量识别方法

5

作者 钱新宇 谢清林 +1 位作者 陶功权 温泽峰 《浙江大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第4期688-697,共10页

为了快速、准确检测车轮扁疤,提出以不同结构数据为驱动载体的车轮扁疤定量识别方法.将合成的扁疤车轮数据作为车轮不圆激励输入地铁车辆−轨道刚柔耦合动力学模型,获取不同工况下的轴箱振动响应.对轴箱振动响应进行数据规整,制成不同结... 为了快速、准确检测车轮扁疤,提出以不同结构数据为驱动载体的车轮扁疤定量识别方法.将合成的扁疤车轮数据作为车轮不圆激励输入地铁车辆−轨道刚柔耦合动力学模型,获取不同工况下的轴箱振动响应.对轴箱振动响应进行数据规整,制成不同结构形式的样本集,将它与速度信号融合输入多输入卷积神经网络(MCNN)模型进行训练,探究MCNN模型在不同数据结构输入下的性能差异.结果表明:相较于设置的其他输入数据结构,输入数据结构为时域、频域和时频域组合的MCNN模型识别性能最佳,平均绝对百分比误差与拟合度(R2)分别为1.947%和0.9978,耗时相对较低,单个样本为0.1579 ms.经典模型对比实验、速度信息消融实验和实测数据迁移学习实验的结果表明,输入数据结构为时域、频域和时频域组合的MCNN模型具有工程应用价值. 展开更多

关键词 车轮扁疤 定量识别 多结构数据样本集 多输入卷积神经网络 轴箱振动加速度

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车轮扁疤对工矿机车系统动态响应特性研究

6

作者 张巧 王志晓 魏晓娅 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期360-365,372,共7页

车轮扁疤的存在将在轮轨接触面产生较大的冲击力,进而影响工矿机车及基础设施的疲劳故障。基于此,本研究建立了电气传动子系统和机械传动子系统的机车-轨道耦合动力学模型,分析了在不同尺寸车轮扁疤作用下工矿机车各部件的动态响应和牵... 车轮扁疤的存在将在轮轨接触面产生较大的冲击力,进而影响工矿机车及基础设施的疲劳故障。基于此,本研究建立了电气传动子系统和机械传动子系统的机车-轨道耦合动力学模型,分析了在不同尺寸车轮扁疤作用下工矿机车各部件的动态响应和牵引电机的电流信号。结果表明,车轮扁疤将增加轮轨接触力的垂向振动加速度,但当机车车轮扁疤的长度较小时,其对其他组件的振动加速度几乎没有影响,通过对牵引电机电流的频谱分析可以检测到车轮扁疤的影响,有助于及时诊断车轮扁疤故障的存在。 展开更多

关键词 车轮扁疤 机电耦合模型 动态响应特性 频谱分析

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车轮扁疤引起的轮轨冲击分析 被引量：39

7

作者 王忆佳 曾京 +1 位作者 高浩 罗仁 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第4期700-705,共6页

为了研究高速列车车轮扁疤引起的动力学问题,根据多体动力学理论和等效轨道激扰法,建立了我国某型高速车辆的动力学模型及车轮新、旧两种扁疤模型.应用车轮轮径变化扁疤模拟法对车轮扁疤进行模拟,并对高速车辆轮轨冲击动力效应进行仿真... 为了研究高速列车车轮扁疤引起的动力学问题,根据多体动力学理论和等效轨道激扰法,建立了我国某型高速车辆的动力学模型及车轮新、旧两种扁疤模型.应用车轮轮径变化扁疤模拟法对车轮扁疤进行模拟,并对高速车辆轮轨冲击动力效应进行仿真分析.结果表明:新、旧扁疤轮轨冲击力规律不同,旧扁疤产生轮轨垂向冲击力随车速的增大而增大,在高速运行条件下,远大于新扁疤产生的垂向冲击力;当车速分别高于200和250 km/h时,车轮扁疤长度需要限制在35和30 mm以内. 展开更多

关键词 车轮扁疤 轮轨冲击 扁疤限值

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基于钢轨振动响应分析的车轮扁疤检测方法研究 被引量：16

8

作者 史红梅 赵蓉 +1 位作者 余祖俊 朱力强 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2016年第10期24-28,54,共6页

车轮扁疤会影响列车运行舒适性并加速车辆、轨道基础设施部件故障。提出一种基于钢轨振动响应的车轮扁疤动态检测和识别方法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮扁疤模型,计算车轮扁疤作用下的钢轨动态响应。比较了不同轨道不平顺、... 车轮扁疤会影响列车运行舒适性并加速车辆、轨道基础设施部件故障。提出一种基于钢轨振动响应的车轮扁疤动态检测和识别方法。通过建立车辆轨道垂向耦合模型和车轮扁疤模型,计算车轮扁疤作用下的钢轨动态响应。比较了不同轨道不平顺、不同列车运行速度以及不同扁疤深度条件下,对钢轨振动响应进行Hilbert-Huang变换(HHT)和高阶谱分析两种方法的车轮扁疤识别能力。利用HHT中的Hilbert谱可以定性区分正常车轮与有扁疤车轮,但该方法会受到轨道不平顺大小的影响。而利用高阶谱分析方法能够定量判断扁疤深度,且识别能力不受轨道不平顺大小及运行速度影响。研究结果表明,利用钢轨振动响应结合高阶谱分析可以有效检测和识别车轮扁疤。 展开更多

关键词 钢轨振动响应 车轮扁疤 车辆轨道耦合模型 Hilbert谱 高阶谱

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车轮扁疤伤损对高速列车轮对动力学性能影响 被引量：35

9

作者 杨光 任尊松 袁雨青 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第3期103-111,共9页

车轮扁疤是铁道车辆车轮踏面的缺陷形式之一,对轮轨动力和运用安全有明显的影响.本文建立了弹性车辆系统动力学模型,且将车轮扁疤伤损考虑为车轮轮径变化.利用数值仿真,研究了车轮扁疤伤损对高速列车轮轨冲击力、轮对振动及轮轨接触性... 车轮扁疤是铁道车辆车轮踏面的缺陷形式之一,对轮轨动力和运用安全有明显的影响.本文建立了弹性车辆系统动力学模型,且将车轮扁疤伤损考虑为车轮轮径变化.利用数值仿真,研究了车轮扁疤伤损对高速列车轮轨冲击力、轮对振动及轮轨接触性能等的影响,并结合列车运行安全性指标得到了不同速度等级下车轮扁疤长度安全限值.结果表明,弹性车辆系统模型可以准确体现轮对旋转运动特征.车轮扁疤伤损对轮轨系统垂向和横向均产生冲击作用,对轮轨系统垂向冲击作用尤为明显,将显著增大轮对旋转振动频率及其倍频对应的振动能量,且会激起轮对中高频弹性共振.车轮出现40mm扁疤时,随着车轮旋转运动,轮轨接触点向轮背侧出现周期性横移,轮轨接触斑面积最大可达142mm2,轮轨纵向和横向蠕滑率分别增大4%和16%.轮轨力、轮对振动加速度及轮轨磨耗指数均会随车轮扁疤长度的增加而增大.当列车运行速度在300km/h及以下时,车轮扁疤长度需限制在30mm;当列车运行速度达到350km/h时,车轮扁疤长度需限定在25mm. 展开更多

关键词 车辆工程 高速列车 车轮扁疤 安全性 轮轨接触 高频冲击

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遗传算法结合小波神经网络的列车车轮扁疤故障检测方法 被引量：8

10

作者 高瑞鹏 尚春阳 江航 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期88-91,111,共5页

为了寻求一种更加有效的列车车轮扁疤故障分析算法,提出一种通过轮轨噪声来确定车轮扁疤严重程度的检测方法。该方法将遗传算法与小波神经网络相结合,同时为了避免出现局部极小值,加速学习速度,在小波神经网络中增加了动量模型;在搜寻... 为了寻求一种更加有效的列车车轮扁疤故障分析算法,提出一种通过轮轨噪声来确定车轮扁疤严重程度的检测方法。该方法将遗传算法与小波神经网络相结合,同时为了避免出现局部极小值,加速学习速度,在小波神经网络中增加了动量模型;在搜寻小波神经网络隐含层链接权值之前,使用遗传算法进行计算以优化小波神经网络结构;硬件只需2组麦克风阵列以及2个速度感应器就可以提供实时结果,成本远低于我国现有的检测方法。对不同列车车速下的轮轨信号进行了实时测试,结果表明:与传统神经网络、小波神经网络和遗传算法相比,该方法的检测准确率最多分别提高了16%、11%和3%,并且收敛最快。 展开更多

关键词 小波神经网络 故障诊断 车轮扁疤 信号处理

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车轮扁疤激起的轮轨冲击噪声机理分析 被引量：24

11

作者 杨新文 翟婉明 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第8期46-49,共4页

为了预测和控制快速和准高速线路上车轮扁疤激起的轮轨冲击噪声,应用车辆-轨道耦合动力学理论和声辐射理论,建立了基于车辆-轨道相互作用的轮轨冲击噪声预测模型,编制轮轨噪声仿真程序计算分析了车轮扁疤激扰下轮轨冲击噪声的特性。结... 为了预测和控制快速和准高速线路上车轮扁疤激起的轮轨冲击噪声,应用车辆-轨道耦合动力学理论和声辐射理论,建立了基于车辆-轨道相互作用的轮轨冲击噪声预测模型,编制轮轨噪声仿真程序计算分析了车轮扁疤激扰下轮轨冲击噪声的特性。结果表明:(1)车轮扁疤是造成轮轨冲击噪声的重要源泉;(2)车轮扁疤引起的冲击噪声主要集中在250 Hz以上频段;(3)车轮扁疤引起的轮轨冲击噪声跟扁疤长度、扁疤个数以及列车运行速度有很大的关系;(4)车轮新扁疤比旧扁疤激起的轮轨冲击噪声大2 dB(A)～3 dB(A)。 展开更多

关键词 车辆-轨道耦合动力学 车轮扁疤 轮轨噪声 冲击噪声

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基于声传递向量方法的车轮扁疤冲击噪声分析 被引量：5

12

作者 尹镪 蔡成标 朱胜阳 《噪声与振动控制》 CSCD 2017年第4期110-114,174,共6页

建立一种基于声传递向量分析车轮扁疤冲击作用下轮轨噪声时频特性的模型。首先建立详细的车轮有限元模型进行模态分析,提取模态质量,模态振型等参数。结合车轮模态特征,并将钢轨视为Timoshenko梁,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以... 建立一种基于声传递向量分析车轮扁疤冲击作用下轮轨噪声时频特性的模型。首先建立详细的车轮有限元模型进行模态分析,提取模态质量,模态振型等参数。结合车轮模态特征,并将钢轨视为Timoshenko梁,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑车轮弹性变形和轮轨接触非线性的时域车轨耦合振动模型。通过轮轨动力学计算得到车轮扁疤冲击下的车轮和钢轨时域振动速度,并由快速傅里叶变换(FFT)获得轮轨接触点处轮轨振动速度的频谱;同时,采用边界元声传递向量(ATV)方法计算得到单位力作用下车轮与钢轨噪声辐射频谱。结合车轮扁疤引起的轮轨振动速度频谱、单位力作用下的速度导纳和噪声辐射频谱计算得到受声点处的声压谱,并通过快速傅里叶逆变换(IFFT)获得其声压时程。结果表明本文模型可以很好地模拟轮轨冲击振动和噪声的时域与频域特性。 展开更多

关键词 声学 车轮扁疤 车轮弹性 冲击噪声 声传递向量(ATV) 车辆-轨道耦合动力学

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车轮扁疤引起的车轴附加载荷的仿真研究 被引量：3

13

作者 姜涛 孙守光 +1 位作者 李强 缪龙秀 《北方交通大学学报》 CSCD 北大核心 1998年第4期61-65,共5页

采用改进的轮轨冲击简化模型，对车轮扁疤引起的车轴附加载荷进行了系统的仿真研究，并对提速后货车车轮扁疤检修规范的修订提出了建议．

关键词 车轮扁疤 轮轨冲击 车轴载荷 仿真

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车轮扁疤对高速车辆动态曲线通过性能的影响 被引量：11

14

作者 王相平 王红兵 +2 位作者 贾文慧 李国芳 丁旺才 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期2198-2207,共10页

为探究车轮扁疤对高速车辆动态曲线通过的影响,建立基于轮对柔性的车辆-轨道刚柔耦合模型,推导新、旧扁疤长度与深度之间的关系,在考虑轮轴弹性变形的基础上分析不同曲线超高下扁疤尺寸变化对曲线通过的影响规律。研究结果表明:转向架... 为探究车轮扁疤对高速车辆动态曲线通过的影响,建立基于轮对柔性的车辆-轨道刚柔耦合模型,推导新、旧扁疤长度与深度之间的关系,在考虑轮轴弹性变形的基础上分析不同曲线超高下扁疤尺寸变化对曲线通过的影响规律。研究结果表明:转向架二位轮对内轨侧车轮出现扁疤对车辆曲线通过影响最大;新扁疤尺寸越大越不利于曲线通过;旧扁疤沿深度扩展对曲线通过的影响大于沿长度扩展的影响;内轨侧车轮在欠超高时轮轨磨耗、脱轨系数和轮轨横向力更大,过超高时倾覆系数、轮轨垂向力较大;扁疤对车辆曲线通过的影响主要体现在对曲线线路结构的破坏上,建议在充分考虑轮轨型面的基础上以轮轨垂向力峰值为标准确立扁疤车轮镟修界限。 展开更多

关键词 高速车辆 车轮扁疤 曲线通过 刚柔耦合 动力学

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考虑轮轨材料等效疲劳损伤车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应 被引量：9

15

作者 王金能 敬霖 黄志辉 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第2期33-44,共12页

车轮扁疤是车轮踏面缺陷常见形式之一,会产生较大的轮轨冲击,影响列车运行的平稳性和安全性。该研究建立了三维轮轨滚动接触有限元模型,采用显式有限元法研究了车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应,描述了车轮扁疤冲击钢轨整个过程中轮轨接... 车轮扁疤是车轮踏面缺陷常见形式之一,会产生较大的轮轨冲击,影响列车运行的平稳性和安全性。该研究建立了三维轮轨滚动接触有限元模型,采用显式有限元法研究了车轮扁疤引起的轮轨冲击力学响应,描述了车轮扁疤冲击钢轨整个过程中轮轨接触状态的变化,着重分析了轮轨材料疲劳损伤与应变率效应对轮轨冲击响应的影响,并讨论了列车速度、扁疤长度、轴重等关键参数的影响规律。结果表明:车轮扁疤引起的最大轮轨垂向接触力约为准静态轮轨垂向接触力的2.6~4.3倍;在研究范围内,轮轨材料疲劳损伤和应变率效应对轮轨垂向接触力、接触斑、接触压力无明显影响,但对von Mises等效应力、纵向应力、垂向应力、横向应力和等效塑性应变影响显著;列车速度、扁疤长度和轴重对轮轨冲击力学响应均有较大的影响。研究结果可为轮轨系统优化设计和列车运行安全提供有益的技术支持。 展开更多

关键词 车轮扁疤 轮轨冲击 疲劳损伤 应变率效应 有限元分析

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考虑车轮扁疤的轮轨磨耗演化及其对车线桥系统的影响分析 被引量：9

16

作者 王相平 丁旺才 +3 位作者 田毅 吴步昊 王红兵 李国芳 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期1289-1297,共9页

基于车辆-轨道-桥梁相互作用理论和Archard材料磨损原理,建立高速车辆-轨道-箱梁桥耦合系统动力学模型,计算M2维护周期内含扁疤车轮轮轨磨耗深度分布,探讨含扁疤的轮轨磨耗演化对轮轨接触特性及车辆-轨道-桥梁系统动力学性能的影响。研... 基于车辆-轨道-桥梁相互作用理论和Archard材料磨损原理,建立高速车辆-轨道-箱梁桥耦合系统动力学模型,计算M2维护周期内含扁疤车轮轮轨磨耗深度分布,探讨含扁疤的轮轨磨耗演化对轮轨接触特性及车辆-轨道-桥梁系统动力学性能的影响。研究结果表明:随磨耗深度增大,含扁疤的磨损轮轨匹配时轮对横移引起的接触角、半径差变化越大;在踏面不发生二次擦伤时,初始微小扁疤随磨耗里程增大,其长度增大深度几乎不变,对车线桥耦合系统冲击作用减弱;含扁疤的磨损轮轨磨耗演化主要影响轮轨横向力;桥梁结构对磨损轮轨的磨耗演化较为敏感,建议以桥梁垂向振动加速度监测轮轨磨损状态。 展开更多

关键词 车轮扁疤 轮轨接触 车线桥耦合振动 磨耗 高速铁路

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车轮扁疤对高速列车车轴疲劳损伤的影响 被引量：3

17

作者 胡文 卢纯 +4 位作者 梁红琴 靳智超 许珂 陶功权 温泽峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1979-1988,共10页

以高速列车非动力车轴为研究对象,基于车辆轨道刚柔耦合动力学模型、材料力学分析方法、SWT疲劳损伤模型和Miner损伤累计理论,通过计算正常车轮与扁疤车轮作用下的动力学行为和应力应变响应特点,分析车轮扁疤对车轴疲劳损伤的影响。研... 以高速列车非动力车轴为研究对象,基于车辆轨道刚柔耦合动力学模型、材料力学分析方法、SWT疲劳损伤模型和Miner损伤累计理论,通过计算正常车轮与扁疤车轮作用下的动力学行为和应力应变响应特点,分析车轮扁疤对车轴疲劳损伤的影响。研究结果表明:在车轮扁疤的作用下,轮轨力和轴箱振动加速度的幅值均会显著提升,但一系悬挂垂向力由于垂向减振器的作用导致车轮扁疤对其影响较小;在车辆运行过程中,随着轮对的周期性转动,车轴疲劳损伤在不同滚动周期内的波动较为剧烈,具有正态分布的特点;车轮扁疤的存在会加剧车轴的疲劳损伤,使其服役寿命急剧降低。因此,在车轴的设计阶段,需要考虑扁疤等轮轨缺陷对车轴服役寿命的影响。 展开更多

关键词 车轮扁疤 车轴疲劳 多体动力学 SWT 损伤累积

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基于优化VMD的车轴裂纹和车轮扁疤故障诊断 被引量：8

18

作者 蒋宇涵 华春蓉 +2 位作者 董大伟 熊丽波 王瑞 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2021年第6期71-76,共6页

针对列车轮对振动信号易受轮轨噪声影响、故障特征提取困难等问题,提出一种基于优化变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)和多尺度样本熵-能量(Multiscale sample entropy-energy,MSEEN)指标的故障诊断方法。首先搭建考虑... 针对列车轮对振动信号易受轮轨噪声影响、故障特征提取困难等问题,提出一种基于优化变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)和多尺度样本熵-能量(Multiscale sample entropy-energy,MSEEN)指标的故障诊断方法。首先搭建考虑轮轨接触关系的轮对振动实验台,分别进行正常、车轮扁疤、车轴裂纹及扁疤-裂纹耦合故障状态下的轮对振动测试。其次,利用遗传算法,以样本熵、相关系数和均方误差为适应值搜索VMD的最佳分解个数及分解中心频率。然后基于优化VMD分解不同状态下的轮对振动信号并提取本征模态函数(Intrinsic mode function,IMF)分量的MSEEN指标。最后将指标与BP神经网络结合进行轮对故障诊断,总识别率达到94.44%。该方法可为实际运行工况中的列车轮对故障诊断提供借鉴。 展开更多

关键词 振动与波 列车轮对 车轴裂纹 车轮扁疤 耦合故障 优化VMD 多尺度样本熵

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时频能量谱与VGG16结合的车轮扁疤损伤程度估计方法 被引量：3

19

作者 李大柱 牛江 +1 位作者 梁树林 池茂儒 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第16期1907-1914,共8页

为了实现对运营中车辆车轮扁疤损伤程度的实时精准监测,提出了一种时频能量谱与VGG16卷积神经网络相结合的车轮扁疤损伤程度估计方法,该方法通过对车辆运营中轴箱振动加速度信号的分析处理来实时定量估计车轮扁疤的损伤程度。建立了车... 为了实现对运营中车辆车轮扁疤损伤程度的实时精准监测,提出了一种时频能量谱与VGG16卷积神经网络相结合的车轮扁疤损伤程度估计方法,该方法通过对车辆运营中轴箱振动加速度信号的分析处理来实时定量估计车轮扁疤的损伤程度。建立了车辆轨道刚柔耦合系统动力学模型和车轮扁疤数学模型,仿真计算不同扁疤损伤工况下的车辆轴箱振动响应。运用形态学滤波器以及完全噪声辅助集合经验模态分解结合Wigner-Ville分布的时频分析方法,将轴箱振动加速度信号滤波降噪后表达在时频能量谱中。构造了VGG16卷积神经网络模型,通过大量车轮扁疤故障数据的时频能量谱构造的训练集来训练VGG16模型。随机仿真若干车轮扁疤工况,对训练完善的VGG16模型进行测试验证。仿真试验表明,运用时频能量谱与VGG16模型结合的方法能准确地估计运营中车辆的车轮扁疤损伤程度,估计误差在1.6 mm内。 展开更多

关键词 车轮扁疤 形态学滤波 完全噪声辅助聚合经验模态分解 WIGNER-VILLE分布 VGG16 时频能量谱

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车轮扁疤激励下高铁轴箱系统振动特性研究 被引量：2

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作者 廖小康 易彩 +2 位作者 张议 陈滋利 林建辉 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期879-884,1035,共7页

以某型高速列车轮对和轴箱轴承为研究对象,构建包含轮对轴箱轴承的车辆-轨道耦合动力学模型,研究在京津线轨道不平顺激扰及车轮扁疤激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。结果表明:当车轮出现扁疤缺陷时会引起轴箱在垂向和横向的... 以某型高速列车轮对和轴箱轴承为研究对象,构建包含轮对轴箱轴承的车辆-轨道耦合动力学模型,研究在京津线轨道不平顺激扰及车轮扁疤激扰工况下轴箱系统内部结构的接触振动特性。结果表明:当车轮出现扁疤缺陷时会引起轴箱在垂向和横向的高频振动;随着车轮扁疤长度的增加,轴箱轴承滚子与外圈接触载荷高频段所占成分逐渐增加,引起轴承滚子与外圈的中高频激振,加速轴承的疲劳破坏;扁疤长度超过30 mm时,0号滚道区域的接触载荷变化较大,扁疤长度50 mm处轴箱轴承滚子与外圈接触载荷均值与扁疤长度10 mm处滚子与外圈接触载荷均值的最大值相比增加了33.38%;当列车运行速度在250 km/h左右时,车轮扁疤长度安全阈应限制在30 mm以内,尽量降低车轮较长扁疤引起的轮轨结构高频振动。 展开更多

关键词 高速列车 车轮扁疤 轴箱系统 振动特性 中高频激振

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