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车轮谐波磨耗对直线线路上高速轮轨接触蠕滑特性的影响 被引量：12
1
作者 肖乾 程树 +1 位作者 张海 周新建 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第6期60-68,共9页
通过理论分析车轮谐波磨耗对轮轨接触蠕滑特性的影响,得到谐波磨耗车轮的名义滚动圆半径与谐波阶数和车轮圆周不圆顺幅值(波深)的关系;以CRH2型高速动车组为例,使用多体动力学软件UM建立以2位轮对为谐波磨耗车轮的头车动力学模型,对比分... 通过理论分析车轮谐波磨耗对轮轨接触蠕滑特性的影响,得到谐波磨耗车轮的名义滚动圆半径与谐波阶数和车轮圆周不圆顺幅值(波深)的关系;以CRH2型高速动车组为例,使用多体动力学软件UM建立以2位轮对为谐波磨耗车轮的头车动力学模型,对比分析5种谐波阶数(1,3,6,11和15阶)和2种波深(0.1和0.3mm)条件下谐波磨耗车轮与无谐波磨耗车轮的接触斑内横向、纵向蠕滑率/力。结果表明:车轮产生谐波磨耗后,随着谐波阶数和波深的增加,纵向蠕滑力增加明显而纵向蠕滑率变化幅度不大,横向蠕滑率减少明显而横向蠕滑力变化幅度不大;与车轮无谐波磨耗时相比,纵向蠕滑率增大至14倍;当达到车轮谐波磨耗6阶、波深0.3mm后发生轮轨接触脱离,且轮轨接触脱离现象随着谐波阶数和波深的增加而加剧。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 高速列车 轮轨接触 蠕滑率 蠕滑力
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柔性轨道下高速列车车轮谐波磨耗对轮轨滚动接触蠕滑特性的影响 被引量：8
2
作者 周新建 肖乾 +1 位作者 程树 杨逸航 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第4期84-91,共8页
针对柔性轨道下因谐波磨耗车轮激励而引发钢轨和轮对振动时的轮轨蠕滑问题,在分析柔性轨道下轮轨间滚动接触振动对轮轨蠕滑特性影响机理的基础上,基于CRTS型双块式无砟轨道和CRH2型高速列车,采用ANSYS和UM软件建立柔性轨道下高速列车的... 针对柔性轨道下因谐波磨耗车轮激励而引发钢轨和轮对振动时的轮轨蠕滑问题,在分析柔性轨道下轮轨间滚动接触振动对轮轨蠕滑特性影响机理的基础上,基于CRTS型双块式无砟轨道和CRH2型高速列车,采用ANSYS和UM软件建立柔性轨道下高速列车的动力学数值模型;选取6种典型谐波磨耗(阶数分别为1,6和11阶;对应波深分别为0.1和0.3mm)车轮,进行轮轨滚动接触振动特性、轮轨蠕滑力和蠕滑率的分析。结果表明:车轮谐波磨耗阶数和波深的增加均导致钢轨垂向加速度、轮对垂向加速度、轮轨垂向力及轮轨蠕滑力和蠕滑率的大幅增加,且与阶数的影响相比,波深对滚动接触蠕滑特性的影响更大;当车轮的谐波磨耗取11阶和0.3mm波深时,轮轨垂向力最大值、钢轨垂向加速度最大值、轮对垂向加速度最大值和平均值、纵向蠕滑率平均值、纵向蠕滑力绝对平均值、横向蠕滑力最大值、纵向蠕滑力最大值分别约为车轮无谐波磨耗时的7.27,49.6,20.35,15.18,7.8,9.064,6.7和8.57倍;考虑柔性轨道后,轮轨接触脱离时间明显增加,轮轨蠕滑率和蠕滑力也有明显增大。 展开更多
关键词 柔性轨道 高速列车 车轮谐波磨耗 滚动接触 轮轨关系 蠕滑率 蠕滑力
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考虑车轮谐波磨耗的动车组车轴疲劳寿命 被引量：4
3
作者 吴丹 丁旺才 +1 位作者 商跃进 李化明 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期111-119,共9页
以CRH380BL型高速动车组为研究对象,基于车轮谐波磨耗的实测结果,建立刚性轮轨、刚性轮柔性轨、柔性轮刚性轨以及柔性轮轨4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过对比分析4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨... 以CRH380BL型高速动车组为研究对象,基于车轮谐波磨耗的实测结果,建立刚性轮轨、刚性轮柔性轨、柔性轮刚性轨以及柔性轮轨4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过对比分析4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨耦合动力学模型;基于车轴受力分析,采用有限元软件ANSYS进行车轴静强度计算;采用多体动力学软件计算考虑车轮谐波磨耗的车轴载荷时间历程;根据疲劳累积损伤理论,采用FE-SAFE软件分析考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命。结果表明:柔性轮轨关系更能反映轮轨的真实接触状态;车轴轮座内侧圆弧过渡处的应力最大,为114.4 MPa;考虑车轮谐波磨耗的车轴疲劳寿命约为19.2 a;车轮谐波磨耗导致轮轨振动加剧,对车轴疲劳寿命产生明显不利的影响。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 车轴 柔性轮轨 载荷时间历程 疲劳寿命 动车组
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车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响分析 被引量：5
4
作者 吴丹 丁旺才 +1 位作者 郭富强 马琳 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2021年第4期1-9,共9页
为探究车轮谐波磨耗对轮轨间蠕滑特性的影响,建立了4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型。基于多体动力学理论,以实测车轮谐波磨耗为依据,对比分析了4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨关系模型。基于柔性轮轨... 为探究车轮谐波磨耗对轮轨间蠕滑特性的影响,建立了4种不同轮轨关系下的车辆-轨道耦合动力学模型。基于多体动力学理论,以实测车轮谐波磨耗为依据,对比分析了4种模型的轮轨振动特性,得到最能反映真实情况的轮轨关系模型。基于柔性轮轨分析车轮谐波磨耗对轮轨蠕滑特性的影响,并进一步探究谐波磨耗下扣件刚度和速度对蠕滑特性的影响。结果表明:柔性轮下的振动响应要高于刚性轮,而刚性轨下的振动响应要大于柔性轨。其发生机理表现为柔性体的固有模态与谐波激励频率相近引发模态共振,使得柔性体的振动响应大于刚性体。对比分析结果表明多柔体更能反映轮轨真实接触状态;车轮谐波磨耗的阶次和幅值对柔性轮轨关系下的蠕滑特性影响显著,整体呈现出随阶次和幅值增大而增大的趋势,且高阶次下,幅值对蠕滑特性的影响更加显著。进一步发现扣件刚度对蠕滑特性的影响与速度呈现相关性,当速度低于250 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响并不显著,但仍呈现出随刚度增大而减小的趋势;当速度高于300 km/h时,扣件刚度对蠕滑率/力的影响比较明显,呈现随刚度增大而增大的趋势。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 柔性轮轨 扣件刚度 蠕滑特性
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车轮谐波磨耗对轮轨垂向力及车辆稳定性的影响 被引量：5
5
作者 谢建平 陈治亚 +2 位作者 潘瑛 谢建波 王乾宇 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第7期2013-2020,共8页
基于车辆车轮在生产过程中存在质量偏心或几何偏心,导致列车在运行一段时间之后出现车轮谐波磨耗现象,车轮谐波磨耗将对轮轨垂向力及车辆稳定性产生严重影响,以国内某地铁车辆为参考,运用车辆轨道耦合模型理论,采用Fourier级数模拟2阶、... 基于车辆车轮在生产过程中存在质量偏心或几何偏心,导致列车在运行一段时间之后出现车轮谐波磨耗现象,车轮谐波磨耗将对轮轨垂向力及车辆稳定性产生严重影响,以国内某地铁车辆为参考,运用车辆轨道耦合模型理论,采用Fourier级数模拟2阶、3阶车轮谐波磨耗,建立该车的车辆/轨道耦合模型及车轮谐波磨耗模型。仿真计算车轮谐波磨耗及轨道不平顺激扰等因素对轮轨垂向力及车辆稳定性的影响,并分析车辆在单一激扰工况和叠加激扰工况下车辆动力学参数的差异。研究结果表明:速度对轮轨垂向力的影响远大于幅值和相位差对轮轨垂向力的影响,轨道不平顺激扰对轮轨垂向力的影响不大;随着速度增大,车轮谐波磨耗对车辆运行平稳性影响越显著。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 车辆/轨道耦合模型 单一激扰 叠加激扰 轮轨垂向力 车辆稳定性
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空间耦合振动下车轮谐波磨耗对车辆运行安全的影响 被引量：1
6
作者 胡春红 《城市轨道交通研究》 北大核心 2017年第8期49-54,共6页
车轮谐波磨耗造成的轮轨间高频接触振动和冲击,是高速列车运行不可忽略的问题,会对列车运行安全性造成重大影响。阐述了车轮谐波磨耗形式,建立了包含柔性钢轨及路基的列车-轨道-路基耦合系统动力学仿真模型。根据实测统计数据中最常见的... 车轮谐波磨耗造成的轮轨间高频接触振动和冲击,是高速列车运行不可忽略的问题,会对列车运行安全性造成重大影响。阐述了车轮谐波磨耗形式,建立了包含柔性钢轨及路基的列车-轨道-路基耦合系统动力学仿真模型。根据实测统计数据中最常见的1阶、6阶和11阶谐波磨耗、波深为0.1 mm和0.3 mm的6种典型谐波磨耗进行了轮轨横向振动加速度分析,并研究了轮重减载率、脱轨系数和轮轨横向力3个安全性指标。依托相应铁路行业标准对研究结果进行对比,结果表明:最大轮轨横向振动加速度在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时达到峰值;最大轮轨横向力在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时接近国标限定值;最大轮重减载率在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时超过安全限值;最大脱轨系数在不同形态谐波磨耗下均在安全限度范围内,不会发生脱轨现象。 展开更多
关键词 高速列车 轮轨 车轮谐波磨耗 空间耦合振动
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基于柔性轮轨模型的车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动影响的仿真研究 被引量：22
7
作者 胡晓依 侯银庆 +2 位作者 宋志坤 成棣 侯茂锐 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期81-89,共9页
采用ANSYS有限元软件结合SIMPACK动力学软件建立基于Timoshenko梁的柔性轨和柔性轮模型的车辆—轨道耦合动力学模型,以典型的高阶车轮谐波磨耗(阶次为18~21阶,幅值为0.01~0.04mm)激扰作为系统的输入激励,对比分析在柔性轮柔性轨模型与... 采用ANSYS有限元软件结合SIMPACK动力学软件建立基于Timoshenko梁的柔性轨和柔性轮模型的车辆—轨道耦合动力学模型,以典型的高阶车轮谐波磨耗(阶次为18~21阶,幅值为0.01~0.04mm)激扰作为系统的输入激励,对比分析在柔性轮柔性轨模型与刚性轮轨、柔性轮刚性轨和柔性轨刚性轮模型下高阶车轮谐波磨耗对高速轮轨系统振动响应的影响。结果表明:当车轮谐波磨耗激扰激发轮对固有模态引起共振时,基于柔性体模型计算出的振动响应幅值大于基于刚性体模型计算的结果,而当激扰频率远离共振模态频率时,基于刚性体模型计算的振动幅值大于基于柔性体模型计算的结果;总体上,轮轨垂向力、钢轨及轴箱振动加速度随着车轮谐波磨耗幅值、阶次及列车运行速度的增大而增大;在车辆速度300km·h-1、车轮多边形阶次为20时,车轮多边形幅值0.04mm激起的钢轨及轴箱振动加速度峰值约为幅值0.01mm下的2.5倍;当车轮多边形幅值固定、阶次由18阶增至21阶时,激起的钢轨振动加速度仅增大约1.6倍、轴箱振动加速度级增大约5.7dB,相较于多边形幅值而言,多边形阶次对轮轨系统振动响应的影响较小。 展开更多
关键词 车轮谐波磨耗 柔性轮轨模型 耦合振动 轮轨垂向力 振动加速度
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考虑轮轨周期性磨耗因素的滚动接触动态特性研究 被引量：4
8
作者 吴丹 丁旺才 王鹏 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期1389-1398,共10页
为探究轮轨周期性磨耗综合作用对轮轨动态相互作用力和接触蠕滑特性的影响,建立柔性轮轨下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过现场实测车轮谐波磨耗和钢轨波磨,将轨道不平顺和3种钢轨波磨分别叠加得到3种轨道激励;以车轮谐波磨耗分别与3种... 为探究轮轨周期性磨耗综合作用对轮轨动态相互作用力和接触蠕滑特性的影响,建立柔性轮轨下的车辆-轨道耦合动力学模型,通过现场实测车轮谐波磨耗和钢轨波磨,将轨道不平顺和3种钢轨波磨分别叠加得到3种轨道激励;以车轮谐波磨耗分别与3种轨道激励组合作为轮轨周期性磨耗工况,对比分析低速和高速下3种轮轨周期性磨耗工况作用下的滚动接触动态特性。研究结果表明:无论是在低速还是在高速下,轮轨垂向力最大值均出现在轮轨周期性磨耗工况一的钢轨波磨段,且在工况一作用下,垂向力相较于工况三的最大增幅达76.16%;而钢轨波磨对轮轨横向力的影响较小。在工况一作用下出现了2个高频振动峰值,且由钢轨波磨引起的振动频率比车轮谐波磨耗触发的激振频率大;轮轨周期性磨耗对纵向蠕滑力受速度的影响比较显著,对横向蠕滑力的影响不起主导作用;在工况一作用下,无论是低速还是高速,轮轨间接触斑面积均在钢轨波磨段出现最大值,且随速度增大,相较于工况三其增幅也随之增大;轮轨周期性磨耗中的残余波磨无论对轮轨动态相互作用力还是对轮轨间蠕滑特性的影响均较小。 展开更多
关键词 车辆−轨道耦合动力学 车轮谐波磨耗 钢轨波磨 残余波磨 蠕滑力
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