车轮多边形磨耗统计规律及关键影响因素分析

针对列车车轮多边形磨耗问题广泛存在于轨道交通运输领域,会导致车辆/轨道系统产生高频的振动冲击,严重影响车辆和轨道系统零部件的使用寿命,危及行车安全这一问题,调查了大量车轮的多边形磨耗情况并进行统计分析,掌握了高速列车车轮多边形磨耗问题的现状和特点。以18～20阶多边形磨耗车辆为例,通过理论研究和试验分析(试验分析包括车辆系统振动特性测试和转向架模态特性测试),对车轮多边形磨耗的根本原因及诱导因素进行研究。研究发现,轮轨系统在580 Hz频率附近存在固有模态是导致车辆发生18～20阶多边形磨耗的根本原因,轮轨表面的各种不平顺能激发或者加剧轮轨系统在580 Hz频率附近的模态共振,从而诱发车轮多边形磨耗的产生。该结果可为高速列车车轮多边形磨耗问题的防止和进一步研究提供参考。     

车轮结构对车轮刚性影响的研究

本文采用三维设计软件CATIA设计了不同结构车轮,利用有限元法计算出了不同结构车轮刚性值,分析了不同轮辐厚度和法兰厚度对车轮刚性的影响,研究结果指导车轮设计,改善车轮刚性,使得车轮刚性满足工程需求。     

C8011B车轮车床液压故障分析与处理研究

在我们当前的数控车床中,内部的液压系统它是较为重要的组成部分,在这个系统的控制中它能够较好的使其控制精度以及效率都有所提高。但是在实际的运行过程中如果内部的液压系统出现故障,那么将会对于正常加工生产造成较大的影响效果。因此在本篇文章当中,我们主要是简单的探讨了C8011B车轮车床液压系统故障分析以及相关处理研究,希望能够提供给相关从事者一些有效的帮助。     

弹性车轮刚度与金属件结构优化研究

压剪复合型弹性车轮因其可调配径向和轴向刚度而广泛应用在实际列车运行过程中,目前不同截面形状结构的弹性车轮,尚未出台压剪复合型弹性车轮的设计标准。研究弹性车轮型腔形状对弹性车轮三向刚度的影响,为弹性车轮结构设计提供参考。以某有轨电车弹性车轮为原型,分别用截面形状结构为无凹槽、凹槽半径为R2.5 mm、凹槽半径为R5 mm的弹性车轮进行有限元刚度仿真实验。研究表明,在橡胶件参数不变的情况下,径向刚度与轴向刚度随着凹槽半径的增大而增大,有凹槽比无凹槽的刚度值大;凹槽越深,扭转刚度越大;但凹槽过浅将无法提高扭转刚度,反会稍降。因此,适当增加弹性车轮金属件截面的凹槽能增大弹性车轮的三向刚度,且增加凹槽结构也满足强度要求。     

基于LabVIEW的3D车轮绘制及其在超声探伤中的应用

目前车轮检测结果大多以平面图的方式呈现,对此在国内某企业随动式探伤软件平台基础上设计了三维车轮模型。该3D车轮模型基于LabVIEW平台,可以实现车轮任意角度的旋转、适度缩放、透视等功能。模型采用分离与继承的方式,保证了探测到的缺陷可以动态显示,同时能准确反映轮子伤损的具体位置。     

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。     

CL60车轮表面气体软氮化对轮轨滚动接触条件下界面黏着与表面损伤的影响

在轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台上开展了CL60车轮表面气体软氮化对轮轨滚动接触疲劳和表面磨损行为的影响研究,对比分析了车轮表面气体软氮化对轮轨表面损伤的作用机理。结果表明:表面氮化处理可使车轮表面依次形成约3μm～5μm厚均匀致密的白亮层和约20μm后的扩散层;车轮表面氮化处理后,干态下轮轨间黏着系数降低了11. 7%、水态下降低了18. 4%,但氮化处理仍可保持轮轨间较高的黏着系数,可以避免车轮打滑等现象的发生;渗氮处理不仅明显提高了车轮表面的耐磨性,而且也有效降低了钢轨试样的磨损,其磨损量分别减小了58. 05%和10. 77%。简言之,车轮渗氮处理有效降低了轮轨系统的综合磨耗,提高了车轮材料的滚动接触疲劳抗力。该方法有望应用于实际,从而有效提高轮轨系统的服役寿命、减缓重载条件下轮轨材料的损伤。     

火车轮模锻成形工艺及热处理换热系数测算

为研究火车轮在模锻成形过程中内部金属流动及淬火加热、踏面淬火中的换热系数和温度变化,利用有限元软件对其模锻成形及热处理过程进行数值模拟分析,并结合黄金分割优化法对综合换热系数进行了反传热计算。结果表明:模锻过程中,辐板与上模接触区域的等效应变最大,轮辋外侧变形相对较小,踏面附近区域变形较均匀;在淬火加热过程中,换热系数随工件表面温度升高而增加,当温度在500℃以下时,换热系数随温度的升高而快速增加,500℃以后,增速缓慢,800℃时,换热系数达0.15 kW·(m^2·℃)^-1;踏面淬火时,在700℃以下,随温度下降,换热系数迅速增大,300℃时达到峰值3.1 kW·(m2·℃)^-1,在250℃以下,换热系数稍有下降,100℃时换热系数为2.5 kW·(m2·℃)^-1。     

列车车轮踏面滚动接触疲劳研究进展

随着高速与重载铁路的发展,车轮踏面滚动接触疲劳损伤问题变得更加显著,不仅影响乘车舒适度,增加维护成本,还会直接危害行车安全,目前尚无根本的解决办法。对国内外车轮踏面滚动接触疲劳损伤的形成机理、研究方法及影响因素进行了归纳总结。车轮滚动接触疲劳损伤形式有很多,根据疲劳裂纹在踏面下方萌生位置的不同,将踏面滚动接触疲劳损伤分为表面滚动接触疲劳、次表面滚动接触疲劳和较深层次滚动接触疲劳。随着冶金和车轮制造技术的提高,由低周疲劳或棘轮效应造成的表面滚动接触疲劳损伤成为主要的疲劳损伤类型。车轮踏面滚动接触疲劳损伤的研究方法主要包括现场调研、数值仿真和试验研究。结合已有研究成果,主要从车轮材料、车轮既有损伤、线路条件、列车运行参数、轮轨间第三介质等方面对踏面滚动接触疲劳损伤的影响因素进行了总结,并进一步提出了减缓踏面滚动接触疲劳损伤的具体措施。此外,探讨了车轮踏面滚动接触疲劳损伤未来的研究方向。