多边形激励下动车组动态响应研究

首先基于刚柔耦合理论,考虑了轮对、轴箱和构架的柔性,建立了动车组车辆刚柔耦合动力学模型;然后又通过模态叠加法建立了轨道的动力学模型,从而发展成车线-刚柔耦合动力学模型。随后,在车轮上施加20阶理想多边形,研究了300 km/h下轴箱垂向加速度、轮轨垂向力和轮轴弯曲应力的响应,结果表明:轴箱垂向加速度和轮轨垂向力以577 Hz的多边形通过频率波动,而轮轴弯曲应力主频为28.8Hz的车轮转频,在此基础上,叠加了多边形的通过频率,因此多边形的通过频率577 Hz会分岔为548 Hz和605 Hz两个频率。通过对不同速度和不同多边形幅值下车辆响应的研究可以得到以下结论:随着速度和多边形幅值的增大,轮轨力最大值总体上呈现增大趋势。从轮轨力最小值上看:速度越大,多边形幅值越大,则更容易发生轮轨分离。当车轮多边形通过频率与轮轨耦合共振频率耦合,会引起轮轨垂向力的增大。当与轴箱自身模态频率耦合时会导致轴箱加速度的变大。轮轴应力则主要受到轮轨耦合共振模态以及轮轴自身的弯曲模态影响。     

铁道车辆异常振动噪声的原因分析

针对动车组在高速运行阶段出现的客室内异常噪声现象,结合线路试验测试数据,通过频域与时域分析方法,进行声源识别与振动传递分析.数据分析结果显示客室异响是由于地板的异常振动引起的声辐射.由于轴箱的异常振动主频幅值小于构架,且车辆系统异常振动频率为牵引电机转频及其倍频,故排除轮轨激扰与车下设备产生异常振动的可能性,将故障定位于传动系统.依据牵引电机与齿轮箱典型故障的振动频谱特征,因其与异常振动频率不相符,故可将故障锁定在联轴节处.结合转子动力学理论,推导弹性联轴节不对中状态下的受力方程,理论分析可知,不对中效应会导致转子系统产生以转动频率为基频的倍频振动,这与数据分析结果是吻合的.因此在后续试验中更换联轴节,结果表明,更换联轴节后客室地板异常振动衰减,惰行工况尤为明显,加速度方均根值降低67％,异常振动1X与3X主频幅值消失,2X与4X主频幅值分别降低了 78％与66％.客室地板振动水平达到理想效果,理论分析与试验结果得到相互验证.     

虑车轮多边形演化的动车组轴箱轴承载荷及寿命分析

以某型250 km/h级动车组为研究对象,考虑轴箱轴承的时变刚度特性、轮对轴箱与轨道的柔性,建立了轴 承?车辆?轨道刚柔耦合动力学模型,研究了实测车轮多边形演化下轴承滚道载荷与疲劳寿命的发展规律,揭示了车 轮多边形对轴承载荷的影响机理。结果表明,随着运营里程的增加,车轮多边形磨耗幅值总体上不断增大,导致轴 箱轴承外滚道接触载荷最大值与8和9号滚道的接触载荷标准差均呈现增长趋势;轴承每千米的损伤值也会不断增 大,最高可达1.4×10?7,额定寿命则会不断减少;车轮经过镟修后,外滚道最大接触载荷降低了14%,9号滚道载荷 标准差降低了56%,轴承每千米的损伤值降低了39%,故及时镟轮可以明显改善滚道载荷环境,延长轴承寿命。此 外,当车轮多边形通过频率与钢轨局部弯曲模态产生耦合后,轴承载荷会更加恶劣。因此,针对该型动车组,在运行 1.5×105 km后,应适当增加车轮不平顺的检测频次,并重点关注14,15,25和26阶多边形磨耗幅值。     

[表面强化及损伤机理]高速铁路钢轨打磨偏差对车辆动力学性能的影响

针对我国高速铁路存在的两种典型的钢轨打磨偏差,建立了我国某型动车组车辆多体动力学模型,仿真分析了轨肩过度打磨和轨头过度打磨对轮轨接触匹配关系、车辆稳定性及车辆运行品质的影响。结果表明：当轨肩过度打磨时,轮轨接触点位置会偏向于踏面外端和轨头部分,导致等效锥度变小,容易诱发一次蛇行（即“晃车”）现象,在一次蛇行对应的速度区间,车辆横向加速度增大,平稳性更差;而当轨头过度打磨时,轮轨接触点位置会集中在踏面喉根圆部分和轨肩部分,引起等效锥度异常增大,引发车辆二次蛇行失稳,容易触发动车组构架横向加速度“报警”。因此,为了提高动车组稳定性,改善运营品质,在钢轨打磨过程中,应该严格控制打磨精度,以标准廓形为目标廓形。     

动车组轴承及其可靠性研究进展

滚动轴承是动车组列车的关键基础零部件，我国动车组高速、长时间持续运行的特点，以及多变的运行环境，使得动车组轴承的工作环境及其内部受力状态较一般轴承更为复杂，这对轴承的设计制造及可靠性提出了更高的要求。为实现我国高速铁路核心技术完全自主化，近年来针对动车组轴承的研究众多。该文首先介绍了动车组轴承的设计制造与工艺，阐述了动车组轴承在服役过程中的典型失效模式、机理及其影响，随后归纳了动车组轴承故障诊断方法与技术，并对轴承可靠性建模与寿命评估方法的研究现状进行论述，最后简要阐述了动车组轴承的可靠性试验研究。通过对动车组轴承及其可靠性研究进展的总结，可为我国轴承的自主设计理论及制造技术提供参考。