基于奇异峰态的钢轨踏面损伤弦测特征辨识

根据钢轨踏面非周期性损伤具有奇异性,分析了其中点弦测法的响应特征,提出多弦理论下的损伤辨识方法:选取合适的弦长组合可在抑制轨道不平顺弦测幅值增益的同时放大钢轨踏面损伤幅度,再利用奇异值分解将测量数据进行分离后,对包含有钢轨踏面损伤奇异特征的分量求滑动峰态序列,得到损伤的精确位置。理论仿真和实际线路测试表明,该方法仅利用轨道弦测数据就能提取被淹没的钢轨踏面损伤信息,适合在实际铁路工务中应用。     

基于多线结构光视觉的钢轨波磨动态测量方法

高精度的钢轨波磨动态检测技术对于保证铁路运输安全和轨道维护至关重要。针对测量中车体振动引起的现有波磨检测方法精度较低的问题,提出一种基于多线结构光视觉的钢轨波磨测量方法。首先,利用多个测量轮廓的轨颚点连线平行于轨道纵向的特点来构建垂直于轨道纵向的辅助平面,将测量轮廓投影到该辅助面上进行失真校准;然后,通过分层的轮廓配准与参考轮廓逐步准确对齐;最后,利用轨腰圆弧圆心距波磨测点沿轨距方向的距离为固定值的特点来精确定位该测点,并将两者垂直方向上的距离作为该断面的波磨值。实验结果表明,方法能有效抑制车体振动对测量数据的影响,为多线结构光技术在钢轨波磨高精度动态检测中的应用提供了新的思路和技术参考。     

钢轨波磨对剪切型减振器段振动影响试验

地铁运营中常会出现钢轨波磨,尤其在剪切型减振器地段较为严重。为揭示钢轨波磨对结构振动的影响,选取地铁直线和曲线部分普通扣件和剪切型减振器典型区段进行了钢轨波磨的测量,并对轨道、隧道、地面等结构的振动加速度进行了现场测试。从时域、频域两个方面对比了结构的振动量值和振动传递特性,分析了剪切型减振器钢轨波磨对加速度振级及其减振效果的影响。结果表明:波磨会增大轮轨间动态冲击,使钢轨-道床-隧道-地面的振动显著增加;减振器区钢轨波磨会导致轨下结构振动大于普通扣件区,其减振效果难以实现;减振器区钢轨波磨比普通扣件区严重,曲线半径小、运量较大、速度较快的线路尤为突出,地铁轨道选型应考虑波磨的不利影响。     

基于结构光视觉的钢轨波磨检测与定位方法研究

钢轨波磨的高精度测量是研究钢轨波磨问题的基础。基于钢轨波磨检测与定位问题,提出了一种结合结构光视觉、波磨横向测量线以及连续小波变换的波磨测量系统。建立基于结构光视觉的钢轨轮廓测量模型,提出依据11条波磨测量线来提取轨面不平顺并运用连续小波变换时频分析方法,实现了波磨的横向与纵向位置定位。通过搭载测量系统的波磨小车对实际线路进行测试,结果表明,该曲线内轨曲中点和缓圆点处均存在波磨,且曲中点处波磨幅值大于缓圆点处;外轨曲中点和缓圆点处轨面在所有测量线处无周期性,不存在波磨。该曲线波磨纵向位置在K19+555~K19+650范围内,横向位置在B-B测量线上,波长约为200mm,横向定位后的轨面不平顺水平要比未经定位的轨面不平顺水平大4.2dB。波磨测量系统实现了钢轨波磨的精确定位与测量。     

科隆蛋扣件段钢轨波磨产生机理及发展特性

为研究地铁钢轨波磨的产生机理和发展特性,通过建立车辆-轨道空间耦合模型和钢轨波磨评价模型,从频域和时域的角度分析波磨产生机理,并运用波磨增长率对科隆蛋扣件轨道钢轨波磨的产生机理和发展特性进行研究。基于频域的分析,对轨道结构模型进行模态分析和频响分析,发现存在与实测波磨通过频率接近的轨道结构固有频率,说明该频率所对应的振型更容易被激发出来,促使轨道结构发生共振现象,形成相应频率的波磨。基于时域的分析,运用车辆-轨道耦合模型,计算钢轨垂向振动加速度、钢轨垂向位移的时程曲线并进行频域变换,发现存在与实测波磨通过频率接近的特征频率,说明轨道结构相应频率下的振动是促进波磨形成的重要原因。车速的改变对波磨增长率的特征频率没有影响,体现了波磨的固定频率特性。随着列车运行次数的增加,特征频率对应波长的波磨逐渐形成并不断发展;波磨的波长范围和发展速度随着列车速度的增加而逐渐增大。     

整车无砟轨道钢轨波磨计算模型

概述了钢轨波磨研究现状及现有钢轨波磨计算模型。基于刚柔耦合的车辆轨道耦合动力学模型、改进的轮轨非赫兹滚动接触力学模型、钢轨材料摩擦磨损模型和磨耗叠加计算模型,建立整车-无砟轨道钢轨波磨计算模型。其中刚柔耦合的车辆轨道耦合动力学模型可以同时考虑钢轨、轨道板柔性以及钢轨周期离散支撑条件等因素;改进的三维非赫兹接触模型考虑不均匀磨损对轮轨接触的影响;材料摩擦磨损模型考虑自旋对磨耗的贡献。钢轨波磨计算模型考虑了轮轨之间的动力作用对波磨形成和发展的影响,以及波磨导致接触表面改变后其对轮轨接触及动力学的反馈作用。该模型可以模拟整车八个车轮和钢轨相互作用所形成的波磨。利用该模型再现了现场残余波磨的初期演化情况,该项研究可为钢轨波磨的减缓和治理提供理论基础和技术手段。     

地铁钢轨波磨演化过程中的特性分析

调查分析了广州某条地铁线路轨道短波长钢轨波磨现象形成原因。首先,现场测试了线路钢轨波磨状态,对比分析了采用相同车辆结构和运营条件的另一条地铁线路钢轨波磨特征的差异。然后,基于地铁轮对-轨道高频相互作用线性理论和钢轨磨损理论,建立了钢轨波磨频域分析模型。最后,基于力锤敲击测试方法获得了轨道结构动态特性,利用钢轨波磨频域模型计算分析了地铁车辆通过半径800 m曲线时的钢轨磨损率特征。结果表明:(1)地铁线路采用的GJ-III型减振扣件和DTVI型普通扣件长轨枕轨道在大半径(大于等于800 m)曲线均出现了30~40 mm波长钢轨波磨现象,其产生不是由轮对固有模态特性所致。(2)当车辆以90 km/h速度运行时,仿真获得的轨道钢轨磨损率在1030~1130 Hz和620~840 Hz范围表现最大,易萌生22~24 mm和28~40 mm波长波磨;仿真结果与现场测量的钢轨波磨特征吻合。(3)轨道垂向位移导纳值在620~840Hz高频段表现低是导致该地铁线路出现30~40 mm短波长波磨的主要原因。     

普通短轨枕轨道结构钢轨波磨初步研究

研究某地铁普通短轨枕轨道结构小半径曲线上125～160 mm波长波磨形成机理。通过现场调查和试验测试,并结合轨道结构动力学理论对波磨形成机理进行预测分析;建立该轨道结构的三维有限元模型,利用该模型分析轨道结构的模态振型以及频响特性,并总结出该轨道结构的动态特性与钢轨波磨的关系。其中,频响分析时探讨簧下质量对轨道结构响应以及波磨成因的影响。数值计算结果与现场测试结果相吻合。研究发现该轨道结构60～80 Hz的振动是125～160 mm波长波磨形成的根本原因。由于该结构的轨枕直接嵌入轨道板中形成整体,轨道结构隔振性能差,车辆通过该轨道结构时极易发生钢轨和道床板一起相对地基的垂向弯曲振动,从而导致了125～160 mm波长波磨的形成。     

车辆轨道关键参数对高速铁路钢轨波磨发展的影响

基于轮轨垂向动力学、轮轨滚动接触理论以及磨耗理论建立高速铁路无砟轨道钢轨波磨发展的理论计算模型,并发展出相应的数值仿真方法。其中轮轨垂向动力学模型包含高速车辆和高速铁路无砟轨道模型;采用Hertz接触理论和Carter二维轮轨接触理论计算轮轨切向力;利用摩擦功磨耗模型计算钢轨表面的磨耗。利用数值仿真再现了高速铁路钢轨波磨的演化过程,以此来研究车辆一系悬挂刚度以及悬挂阻尼,轨道扣件刚度、扣件阻尼以及钢轨硬度对高速铁路钢轨波磨发展的影响规律。结果表明:文中模拟所得的钢轨波磨波长特征与高速铁路上的波磨调查结果相符;较小的车辆一系悬挂刚度,适当的一系悬挂阻尼和扣件刚度,以及较大的扣件阻尼和钢轨硬度有利于抑制高速铁路钢轨波磨的发展。     

基于惯性基准法地铁钢轨波磨检测方法研究

为了检测钢轨波磨,不同于传统波磨检测方法,在MATLAB环境下处理车辆轴箱振动信号得到钢轨波磨波形。对传统惯性基准法原理做出改进,提出一种新的信号处理计算方法。在列车轴箱上安装加速度传感器,采集北京地铁波磨轨道轴箱垂向振动加速度信号,针对轨道振动信号非平稳、非线性的特点,提出运用EMD与小波阈值去噪方法相联合对振动加速度进行降噪处理,然后设计积分器对重构振动信号进行积分,为保证检测精度,再将积分结果通过一高通滤波器。结果显示,该检测计算方法能准确有效地计算出钢轨波磨。     

车速变化对钢轨磨损影响的数值计算与实验研究

用数值计算方法分析静态接触情况下,轮轨接触质点间蠕滑力、黏滑区的分布随横移量和摇头角变化速率的变化,利用模拟试验研究有制动力作用下车速对钢轨试样磨损特性的影响。结果表明:有制动力影响时钢轨磨损量随车速的增大呈非线性减小,在车速小于160 km/h时,钢轨磨损量随车速增加急剧减小,但是当车速超过200 km/h之后,磨损量随车速的增大而下降的趋势相对比较平缓;随着摇头角变化速率和横移量变化速率的增大,轮轨接触斑中最大滑动量逐渐减小,滑移区的面积减小,而黏着区的面积增大。     

钢轨横移和轨下胶垫刚度对扣件弹条应力的影响

选用福斯罗扣件弹条为研究对象,基于非线性接触理论,建立扣件系统有限元模型,确定弹条在安装状态下的危险区域,研究钢轨横移和轨下胶垫刚度对弹条危险区域的影响,并与现场弹条破坏位置对比。结果表明:弹条在安装完成后,弹条危险区域出现在弹条后端圆弧内侧的表层,弯曲和扭转起主要作用;随着钢轨横向位移和轨下胶垫刚度的变化,两侧扣件弹条最大等效应力和扣压力均发生明显变化。     

地铁浮轨式减振扣件轨道的轮轨接触有限元分析

为了探究浮轨式减振扣件轨道存在的短波长钢轨波磨问题,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨静态接触的数值模型,探讨轨道扣件系统垂向刚度和支撑方式对轮轨接触时接触斑、接触压力和钢轨位移等接触参数的影响。结果表明:轨下结构(扣件实体、轨道板等)对浮轨式减振扣件轨道的轮轨静态接触参数影响很小;采用轨腰支撑的浮轨式减振扣件的最大接触压力大于DTVI2型扣件,接触面积小于DTVI2型扣件;浮轨式减振扣件轨道钢轨垂向位移为与DTVI2型扣件的5倍左右,横向位移比DTVI2型扣件轨道小5.2%～13.2%,钢轨翻转角比DTVI2型扣件大146.3%～206.1%;浮轨式减振扣件的垂向刚度对轮轨接触压力分布、接触面积、钢轨横向位移及钢轨翻转角基本没有影响,而对钢轨垂向位移影响较大,垂向刚度越大钢轨垂向位移越小。浮轨式减振扣件较大的钢轨垂向位移及翻转角,降低了轮轨接触的稳定性,易导致波动的轮轨力,萌生钢轨波磨现象,因而需改进该类型扣件的设计,以降低钢轨翻转角。     

超长桥门式起重机轨道测量的拼接方法

为了实现超长( ＞300 m)桥门式起重机轨道的测量,提出了拼接的方法.首先对轨道进行分段测量,并建立拼接区,由拼接区的测量数据计算第二次分段测量坐标系相对于第一次分段测量坐标系的方向余弦,然后建立坐标系之间的数学模型关系,将各段的测量数据拼接到同一个坐标系中,进而对轨道的各项参数进行分析,并进行了仿真试验.结果表明,...     

关于我国轻轨交通的思考

分析了轻轨交通具有中等运输能力、建造费用低和建设周期短、线路布置及运用上的灵活性特点,从大城市轨道交通的主要形式及特大城市向外延伸至卫星城镇的两个方面,阐述了轻轨交通在我国的发展应用前景,分析了我国轻轨交通的特点,对我国轻轨车辆的有关问题提出一些看法,供城市轨道交通决策参考。     

岸桥小车轨道压板螺栓松动及开焊的原因分析

重点介绍岸桥作业中由于小车频繁过轨振动引起的轨道压板螺栓松动或压板处开焊的现象。通过螺栓松动的原因分析及压板焊缝开裂的研究,找出修复解决办法,避免此种情况的发生。     

广深线PD3与U71Mn钢轨斜裂纹形成特性分析

随着高速铁路的发展,钢轨斜裂纹已成为危及铁路运输安全的重要因素之一。观察发现广深线准高速铁路上的钢轨斜裂纹沿钢轨作用边,呈45°角,其扩展可导致钢轨发生横向断裂。针对广深线铺设的PD3与U71Mn2种已出现斜裂纹的钢轨试样进行了成分、机械性能和硬度分析。结果表明:由于轮轨间摩擦力的反复作用,导致疲劳微裂纹的萌生与扩展,裂纹在钢轨表面与行车方向成一定夹角,沿着钢轨塑性流变方向在钢轨内部朝斜向下的方向扩展;PD3钢轨的强度性能优于U71Mn钢轨,但U71Mn钢轨更适合于高速铁路铺设使用。     

波纹轨腰钢轨轧制的数值模拟与实验研究

用MARC有限元软件对一种新型钢轨———波纹轨腰钢轨进行了轧制模拟计算,并进行轧制实验,掌握了波纹轨腰钢轨变形的特点和轧制过程中的关键技术。实验结果表明,波纹轨腰钢轨完全可以通过轧制方法生产。由于波纹轨腰钢轨有优越的力学性能,将有很好的开发应用前景。     

一种大长度轨道直线度的测量方法和装置

以起重机轨道作为研究对象,研究了一种高精度、可自动化测量和实时在线分析的大长度轨道直线度的测量方法和装置。该方法利用准直激光束作为直线基准,携带光斑位置探测装置的小车行走于轨道上并根据激光光斑位置确定轨道测量点的偏差参数。光斑位置探测装置由一个接收屏、光路成像系统和一个二维PSD组成。针对300m长的起重机轨道的直线度测量,分析了装置的测量原理、数据处理方法,以及控制系统结构。并通过精度分析和误差评估证明了该方法和装置的可行性,仿真计算结果表明其原理误差仅为10-5mm数量级,完全符合大长度轨道的测量要求。     

去除钢轨肥边的新型作业系统的设计

分析了钢轨肥边的产生原因及危害,阐述了用铣削方式去除肥边的可行性及优势,并着重讨论了夹轨系统的特点及设计要点,以及作业车走行驱动机构的布局,为设计精确和高效的钢轨肥边去除作业车提供了一种新的设计思路。