地铁车轮踏面制动疲劳强度评价方法及应用

地铁车轮在运用中受到与车轮转动相关的高频次轮轨载荷和频繁的闸瓦制动热负荷的联合作用,是导致车轮疲劳失效的主要原因。该文采用有限元法模拟了全程实际运营下车轮的制动热应力和轮轨机械应力,并分析了热应力与轮轨机械应力的叠加模式,进而提出了地铁车轮疲劳强度评价的思路和方法。通过实例分析:揭示出了制动和车轮踏面磨耗量对车轮疲劳强度的影响规律。     

国外噪声与振动控制文摘

火车停靠月台时车轮的制动哨声高达90～100dB(A),主要频率成份在4～5kHz间,而同轮箍和制动块的尺寸公差和磨损关系并不密切.研究表明,当车轮静止于铁轨上,箍和轮中心被夹紧时其主要振动频率在4～5kHz间,即使轮被全部制动,共振频率并无显著变化,而仅仅其损耗因子变化了一个数量级.所以为了降低制动哨声就必须对车轮腹板这个高度共振系统作阻尼处理.采用了二种方法.调谐吸振器和约束层阻尼.前者用8mm钢板制成含七个舌簧的阔齿板,其最低固有频率为4.5～5kHz.吸振器用螺栓     

影响轮对组装质量的因素及采取的措施

轮对组装是车辆检修中的一个重要环节,轮对组装质量的好坏将直接影响行车安全,应明确影响轮对组装质量的因素,并采取积极有效的措施来提高轮对组装质量。轮对组装是采用车轴和轮毂孔的过盈配合来实现的。由于过盈配合具有结构简单、定心好、承受变载能力及耐冲击性能高、能避免键槽对零件强度的削弱、工艺及供状比较简单等特点,因此,目前国内外大都采用压力组装法。压力组装法是通过油压机的压力将车轴的轮座压装于车轮的轮毂孔中,根据金属弹性变形的特点,以合理的过盈量,使轮座和轮毂孔做紧密配合,并通过微机自动记录压装力。铁道部颁布的《铁路货车轮对和滚动轴承组装及检修规则》中规定了轮对组装的技术要求：     

钛铝涡轮轴与K418合金轴套过盈配合内应力分析

通过有限元ABAQUS软件对钛铝涡轮轴与K418合金轴套的过盈配合进行了详细研究,分别从过盈量、连接件几何结构和装配长度等因素入手,分析了压装过程中应力的变化情况,指出应力最大的位置,从理论上提出降低应力和提高寿命的措施。比较钛铝涡轮轴与K418合金轴套不同过盈量下及不同接触长度下过盈配合装配的应力分布结果,表明过盈量是影响装配应力的主要因素,得出较合理的过盈量应在0.15 mm左右,装配接触长度对装配应力也有一定影响。通过不同过渡圆角的模拟计算发现过渡圆角的大小对应力的影响较大,与压装过程中出现的应力峰值有直接的关系。所以在设计时可以采取在合适的范围内增大过渡圆角或添加去应力槽的方式减小应力集中现象,从而降低装配过程中出现的应力峰值,减少对涡轮轴材料的损伤。     

分子泵叶轮装配过盈量设计与应力分析

动叶轮作为分子泵的关键部件,与芯轴过盈装配,要求在高速状态下仍保持一定的过盈量.本文计算了动叶轮在高速转动时的径向变形、过盈装配时的初始应力状态和转动时应力状态,根据径向变形量的差异和应力优化了装配过盈量,既保证了动叶轮转子强度又使过盈联接可靠.     

铁路客车防滑系统气缸压力监测状态的探讨

空气制动仍然是当前各国列车所采取的主要制动方式之一,而实现空气制动主要是通过气缸来实现的,由于气缸的压力状态变化,也对应着车轮在紧急制动时,车轮圆周方向的切向力变化,反映出车轮是空转、微滑还是打滑的实际的运行状态,因而,对气缸压力状态实现实时监测,就具有相当现实的意义,可以从本质上改良我国高速客车在满足快速化、高速化进程中的制动性能,在防滑技术上有所突破。因而,这一新技术在我国高速列车上的应用,具有相当现实的实用价值。     

因104型空气分配阀故障造成车辆抱闸或缓解不良问题的分析及建议

随着我国准高速和高速旅客列车的广泛使用,列车提速范围不断扩大,为了使列车在有效的制动距离内获得较大的制动力,需要制动机具备优良,准确、灵敏的制动缓解性能。如果旅客列车在运行途中制动机缓解不良,车辆长时间抱闸,严重时造成车轮踏面擦伤,可能引起车辆脱线等行车事故,给旅客运输工作带来严重后果。如何避免制动机在运用周期内不出现或少出现故障,这就需要我们仔细研究空气制动机在制造、检修和运用过程中出现的各种故障,分析其原因,以便解决问题。     

组合式冷轧支承辊热装等效应力研究

为准确计算辊套和辊芯热装等效应力,首次给出了考虑辊套和辊芯尺寸、材料物理性能参数及过盈量影响的辊套和辊芯热装径向应力计算公式,在此基础上得到了不同辊套厚度及过盈量条件下热装等效应力计算公式.为了验证该理论模型,用ANSYS软件对组合式支承辊热装过程进行了数值模拟,分析了不同辊套厚度、辊套和辊芯过盈量对结合面等效应力的影响.研究结果表明:相同过盈量及辊套厚度条件下,热装过程中周向应力约为径向应力的2倍;相同辊套厚度时,过盈量每增加0.1 mm,热装等效应力增大超过20 MPa;相同过盈量时,辊套厚度每增大100 mm,热装等效应力增大约20 MPa.     

列车车轮踏面剥离机理研究

本文分析讨论了列车车轮踏面剥离现象的形成机理，通过模拟轮轨各种接触式试验的方法分析了列车制动状况及其与轮轨摩擦力之间的联系。并针对我国铁路的具体情况分析了车轮踏面剥离在我国的成因。     

C62AT货车车轮崩裂分析

通过理化检验和宏、微观检查,分析了车轮崩裂失效的原因。结果表明,车轮存在严重的冶金缺陷——成分偏析,致使车轮轮辋中部、辐板等部位韧性差,脆性大;当有上述缺陷的车轮运行在下坡道制动时,产生的制动热应力和由于车轮成分偏析所产生的组织应力共同作用,诱发了轮辋内部产生裂纹并快速扩展,导致碎裂崩轮。     

压气机过盈配合的弹塑性有摩擦接触的研究

增压器压气机叶轮、轴套和轴采用过盈配合技术联成一体,这是三维多体弹塑性有摩擦接触问题,是两种非线性相互耦合的边值待定问题。采用有限元参数二次规划法,并结合多重子结构技术,充分利用两种方法各自的长处分析求解柴油机涡轮增压器叶轮与轴套、轴套与轴的三维弹塑性有摩擦接触问题,针对不同的过盈量、摩擦因数、转速和轴套壁厚进行了大量计算,获得了叶轮、轴套与轴之间接触应力的相应分布规律。轴套与轴的装配过盈量是影响轮轴接触应力的重要因素。在选择叶轮、轴套和轴三者装配尺寸时,尤其采用压力组装法时应严格控制轴套与轴的过盈量。研究结果表明,此方法对压气机弹塑性接触特性是有效的,能够反映接触区域的接触法向应力、变形以及摩擦力的大小和分布情况。     

空间相机支撑框架的预埋件仿真及应力研究

针对在支撑框架上安装预埋件产生的应力问题进行了研究。预埋件通过过盈配合与支撑框架进行联接，并在预埋件上制作销孔。采用接触分析技术和单元生死技术，分析了过盈配合产生的接触应力。采用均匀试验设计方法、最小二乘法和优化方法，获得了过盈量在多个水平下产生的应力，并确定了最大过盈量。分析表明，当预埋件直径为12 mm，销孔直径为6 mm，接触应力限制在1/4倍的材料强度时，过盈量为10.5μm。本文为类似问题的分析和解决提供了方法上的参考。     

基于红外线探测系统的热轮探测应用

随着铁路货物列车运输实施重载、提速战略,货车车辆制动机的作用愈发凸显。货物列车单列牵引总重增加以后,若编组中的某一车辆制动机缓解或制动性能失效,特别是出现基础制动别劲、制动阀故障等,不仅会浪费机车牵引力,还会导致车轮热裂、甚至崩轮事故的发生;相反,如果列车中制动失效车辆数量过多或关键位置车辆制动失效,会使整列车无法正常制动、停车,造成重大安全事故。因此,研制红外线车轮检测系统,对运行中的货物列车制动机状态自动进行实时监测非常重要。     

车轮多边形激扰下轨道几何检测数据偏差规律及限值研究

某高速综合检测列车出现因车轮失圆引起的轨道几何检测数据偏差问题，对科学评价轨道平顺状态造成不利影响。为此，在深入分析检测数据异常特征的基础上，建立车轮多边形激扰下的车辆-轨道耦合动力学模型，获取车轮多边形的阶数、幅值等参数对轨道检测数据偏差的影响规律，并提出适用于高速综合检测列车的车轮低阶多边形限值。结果表明，低阶车轮多边形是引起轨道几何检测数据偏差的重要激扰源，会对轨道高低、水平与扭曲不平顺的检测造成干扰，而轨向与轨距不平顺检测所受的影响很小；车轮镟修与磨耗引起的轮径变化对轨道几何检测精度的影响较小，高速综合检测列车车轮的最小允许轮径可与普通运营动车组保持一致；轨道检测系统所在轮对的车轮多边形径跳值不应超过0.10 mm。     

复合材料空心飞轮多环套装整体变形及应力简化精细分析

采用多环过盈装配是解决复合材料飞轮径向强度过低的有效途径之一。本文作者采用平面应力简化模型,提出了计及过盈配合后变形导致实际过盈量增大计算飞轮套装后的初终应力分布的方法;提出了基于叠加原理计算多环过盈装配旋转飞轮应力的方法;提出了保证飞轮旋转时配合界面不脱离的相关临界转速的概念和计算方法。算例分析表明:过盈配合后的变形对初终应力的影响不能忽略;过盈量和套装环数与飞轮的初终应力和相关临界转速有密切的关系。     

坡道上重载列车纵向冲动研究

针对重载列车实际运用中在复杂纵断面紧急制动时导致列车纵向冲动过大的问题,应用空气制动系统和纵向动力学联合仿真系统,研究重载列车通过坡道时纵向冲动水平,以及坡道上列车制动起始位置、坡道坡度大小和列车制动波速等因素对列车纵向冲动的影响。结果表明列车完全处于同一坡道上坡或下坡制动时与平道时的冲动水平相当。列车在通过平道+上坡或下坡+平道时做紧急制动会产生较大的车钩力压力,1万吨编组列车第40车位于变坡点是最不利的制动起始位置。列车在变坡点的纵向冲动主要受到制动不同步性和坡道坡度两种因素影响,坡道坡度越小,列车的纵向冲动水平越小;提高制动波速能有效减小车钩力。     

基于几何指标的高速铁路桥上列车地震安全性评判方法

地震荷载作用下如何评判桥上列车的行车安全性关系到高速铁路线路的运营安全。基于车轮-钢轨间的几何约束关系,在原有列车-轨道-桥梁-地震分析系统TTBSAS中引入列车行车安全性评判的几何指标—接触点横移量和车轮抬升量,通过输入实测地震波系统研究了接触点横移量和车轮抬升量随地震动强度的变化规律,并提出了基于几何指标的列车地震安全性评判方法。结果表明:采用传统的脱轨系数和轮重减载率指标评判地震作用下桥上列车的行车安全性过于保守;车轮抬升量对地震动强度的变化更敏锐,更适合评判地震作用下桥上列车的行车安全性;依据车轮抬升量将列车的行车安全性划分为安全、危险和脱轨3个状态较为合理,对于该计算条件,当地震动强度为0.1g时,其安全、危险和脱轨车速分别速为225 km/h、250 km/h、375 km/h。该研究成果为灾变荷载作用下桥上列车的行车安全性评定提供了新思路。     

考虑温升梯度影响的表贴式高速永磁电机转子强度分析

针对非导磁金属护套表贴式高速永磁电机的转子强度分析问题,基于弹性力学的平面应力模型,采用极坐标下的位移法,推导了考虑静态过盈量、转速以及转子温升梯度影响的转子强度解析解,并通过有限元仿真和试验验证了解析解的有效性.在转子强度解析解的基础上,进一步研究了护套厚度、静态过盈量、转速及转子温度等参数对转子应力的影响.仿真及试...     

模糊模式识别在轮箍超声横波探伤中的应用

轮箍是铁路机车运行的重要部件,在制造和使用过程中出现的各种危害性缺陷会严重威胁到列车的行驶安全.用超声无损检测缺陷,回波的识别易受轮箍标记、闸瓦、轮轨接触点及表面波等多种因素的干扰.在超声横波探伤基础上,可将模糊模式识别应用到机车轮箍的无损检测中.以内燃机车轮箍为实验检测对象,使用了多个标准人工伤模拟轮箍自然缺陷.通过提取缺陷回波频域相关特征建立典型缺陷的模糊子集,并运用基于贴近度的择近原则对未知缺陷进行分类识别.实验结果证明了该方法有效.对同一缺陷重复检测的正确识别率达92.5%.     

滚筒反力式制动检验台示值误差测量结果的不确定度评定

一、问题的提出 汽车制动性能的好坏是安全行车的重要因素之一,也是汽车检测的重点,关系到国家财产和人民生命安全的大事。检测汽车制动性能目前主要采用滚筒反力式汽车制动检验台。滚筒反力式汽车制动检验台(以下简称制动台)检测原理是将被检汽车的车轮置于制动台的二个滚筒上,用电动机通过减速机构驱动滚筒、再带动车轮旋转。当汽车制动时,刹车鼓抱住车轮轴阻碍它继续旋