不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响

为分析不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立其有限元模型。设计了动摩擦系数在0.05～0.5之间变化的6种碰撞工况,从碰撞能量转化、车辆点头姿态和车轮抬升量等方面,对地铁列车碰撞结果进行了详细的对比分析。研究结果表明,随着摩擦系数的提高,轮轨间滑移能逐渐增大,车体结构变形吸收的总内能变化不大,而防爬吸能装置和头车前端结构吸收的能量逐渐减少;碰撞能量转化、车辆点头姿态和车轮抬升量等增大或减小的趋势随摩擦系数的提高而逐渐变缓。     

车轮转速对列车车轮磨损性能的影响

用JD-1型轮轨模拟试验机和赫兹模拟准则研究了车轮转速对车轮滚动磨损性能的影响;用SEM、EDS和硬度计等分析了车轮磨损表面形貌与硬度变化情况。结果表明:随车轮转速的增大,车轮磨损量呈现先减小后增大的趋势,滚动摩擦过程中致密氧化膜的形成与车轮磨损量的变化有直接的关系;随着转速的增大,车轮的磨损机制由磨粒磨损向疲劳和氧化磨损转变。     

地铁列车曲线碰撞仿真研究

为对比分析地铁列车在曲线和直线轨道上碰撞后的结果,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立了有限元模型,使用LS-Dyna显示动力学软件模拟列车分别在曲线和直线上以25km/h速度碰撞另一列相同的静止列车的3种碰撞场景,分别是直线轨道(碰撞场景1)、半径为800m的曲线轨道(碰撞场景2)和半径为600m的曲线轨道(碰撞场景3)。研究表明,地铁列车在曲线和直线上的碰撞结果存在一定的差异。随着轨道半径的减小,车辆加速度变大,车体前端和底架变形越严重,变形位置所承受的弯曲力矩越大。依据对脱轨系数和车轮抬升量的判断,车辆在曲线轨道碰撞时更接近于发生脱轨行为。     

弹性车轮对地铁直线段轨道减振特性研究

为了评估弹性车轮在地铁直线电机线路的减振效果,结合试验与仿真分别对直线段正常工况与极端工况下弹性车轮减振特性进行研究。现场试验获取了直线段正常工况下轨道和隧道壁的振动水平,试验结果表明,弹性车轮对正常工况下的直线轨道系统的振动有一定的抑制作用,减振量可达2~3dB,同时对车轮多边形冲击振动有明显的减振效果。为了进一步探究对轨道存在钢轨波浪形磨耗或钢轨焊接接头几何缺陷的极端工况下弹性车轮的减振效果,建立车辆-轨道耦合动力学模型,将弹性轮对解耦为轮芯、左轮辋和右轮辋,采用6个自由度建模,轮芯与轮辋间通过弹性橡胶层耦合连接。模拟弹性车轮通过有波磨和焊接接头的钢轨时的振动特性,其数值仿真结果表明,在极端工况下,弹性车轮减振效果可达4~7dB,弹性车轮减振效果随着车辆速度的增加更加显著。     

高速列车车轮多边形对轴箱的影响分析

为分析高速列车轴箱端盖脱落的原因,建立了轴箱端盖的有限元模型,通过模态分析得到了580Hz的固有模态,并依据模态试验验证了模态分析结果。经过和线路试验数据对比发现该固有频率和20阶多边形的激励频率很接近,针对这一情况应用多体动力学软件建立了包含轴箱和端盖的车辆动力学模型并对轴箱端盖的振动特性进行分析。结果表明:端盖处的加速度要远远大于轴箱体上的加速度,结合频谱分析可以确定轴箱端盖处发生了共振,激烈的振动会使预紧力下降,当预紧力下降到2.5kN螺栓发生松动。上述结论与试验结果一致,并且根据测力螺栓的和端盖的试验数据可以发现随着螺栓预紧力的下降端盖的振动更加剧烈。本研究确定了引发高铁轴箱端盖掉落的根本原因,对于高铁车辆的安全运行有一定的指导借鉴意义。     

纵向力对列车车轮磨损特性的影响

列车在加速和减速过程中车轮将承受纵向力的作用,随着纵向力的增加,车轮的损伤也随之加重,其中车轮的磨损成了迫切需要研究的课题。通过磁粉制动器在JD 1轮轨模拟试验机上设定不同的纵向力,研究其对车轮磨损特性的影响。结果表明,车轮试件的磨损量随着轮轨间纵向力的增大而增大;同时磨痕表面伴随着明显的氧化,且随着纵向力的增加,试件磨痕的氧元素含量有增加的趋势;磨痕的表面裂纹数量随着纵向力的增大而增多,但表面裂纹的长度却随之减小。试件在试验过程产生的磨屑均为片层状,其形状大小与试验条件无关,这种片层状的磨屑表明试件磨痕表面的材料损失主要以层离磨损为主。     

梯度复合结构对列车车轮力学性能的影响

基于列车车轮表面抗磨损的功能要求,划定列车车轮表面为抗磨损功能区,在功能区与车轮基体间设计合理的梯度复合结构,开展具有梯度复合结构的列车车轮设计方法研究。以Hertz接触理论为依据,采用ANSYS建立轮轨热-结构耦合模型,分析轮轨整体在温度载荷及静态接触作用下应力分布。分析梯度复合结构对列车车轮力学性能的影响。结果表明:与无梯度复合结构车轮相比,梯度复合结构能有效降低车轮表面抗磨区与基体间等效应力突变,改变列车车轮应力分布特征,从而防止抗磨区在热-结构耦合作用下脱落。基于文中特定工况下,提出当抗磨区厚度为1.0 mm时,列车车轮表面抗磨区与基体间采用厚度为2.0 mm,中间层为8层的线性梯度复合结构就可有效减缓结合面上等效应力突变的结论。     

低阶车轮多边形对列车运行安全性的影响

为了探究低阶车轮多边形对列车运行安全性的影响,通过SIMPACK软件建立车辆—轨道系统动力学模型,采用谐波函数法对车轮圆周施加多边形特征,计算1～4阶车轮多边形在不同不圆度幅值和车速等级下的动力学响应指标,并从脱轨系数和轮重减载率两方面对列车运行安全性进行评价。结果表明:车轮多边形会造成轮轨垂向力的大幅度变化,并随着不圆度幅值的增大而增加,严重时会出现"跳轨",但对横向力影响较小,爬轨脱轨不易发生;1～4阶车轮多边形的不圆度幅值的安全限值分别为0.4mm、0.4mm、0.7mm和0.4mm。     

车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度影响研究

车轮多边形是铁道车辆一种常见的非圆化病害,对轮对振动和车辆运行安全有明显的影响。在建立刚柔耦合拖车和动车车辆系统动力学模型基础上,将车轮多边形简化为简谐波并将其考虑为车轮轮径的变化,研究20阶车轮多边形对拖车和动车车轴疲劳强度的影响。结果表明,等效应力幅比值与速度呈非线性关系,且拖车和动车峰值出现位置有所不同,拖车峰值位置出现在速度为225 km/h,对应多边形激励频率432.7 Hz;动车不同截面分别在300 km/h、375 km/h时存在峰值,对应多边形激励频率分别为576.5Hz、721.2Hz。在各峰值位置处,多边形幅值的变化对拖车和动车部分截面的等效应力幅比值均有显著影响。拖车和动车车轴等效应力最大值均位于C截面,并且随着车轮多边形幅值的增加,其等效应力显著增大,超过车轴疲劳强度限值,降低车轴使用寿命。研究结果有助于改善20阶车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度及弹性振动的影响。     

高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响

车轮多边形是高速列车运行过程中常见的磨耗现象,该现象使轮轨作用力增大,齿轮箱持续异常振动,并会影响其疲劳寿命.为研究高速列车车轮多边形对齿轮箱疲劳寿命的影响,建立了含有齿轮箱支撑轴承的驱动系统和柔性齿轮箱的刚柔耦合整车动力学模型,采用数值仿真分析方法,通过分析不同车轮多边形幅值下轮轨垂向力和齿轮箱垂向振动加速度确定极端...     

不同温湿度对高速列车车轮磨耗的影响分析

为深入研究温湿度对高速列车车轮磨耗的影响,在已有的相关试验数据基础上,采用数据统计方法和Zobory、Archard磨耗模型,推导温湿度相关的函数型摩擦系数模型和考虑温湿度影响的磨耗预测模型;基于温湿度相关的函数型摩擦模型定义高速轮轨滚动接触关系,并采用mixed Lagrangian/Eulerian方法建立高速轮轨稳态滚动接触有限元模型,完成不同温湿度条件下高速轮轨接触特性分析,并利用考虑温湿度影响的磨耗预测模型,分析不同温湿度条件下车轮接触接触斑内磨耗特性;最后将现场监测数据与模型预测数据进行对比,分析考虑温湿度影响的磨耗预测理论可行性。研究结果表明:在不考虑横移及横向力的作用下,随着温湿度的上升,车轮接触斑内纵向蠕滑力/率、横向蠕滑力/率、磨耗深度均呈现下降的趋势;对比现场监测数据与模型预测数据可知,现场监测数据与模型预测数据之间相关性较好,且呈现出较为一致的变化规律,建立的考虑温湿度影响的磨耗预测理论模型可行性较强。     

车轮多边形对车辆曲线运行安全性影响

针对日益突出的车轮多边形问题,为保障车辆通过曲线线路时的运行安全,以某型机车为研究对象,应用ANSYS与SIMPACK联合仿真建立考虑轮对柔性的车辆刚柔耦合动力学模型.采用脱轨系数与轮重减载率等评判指标,通过仿真计算分析比较了车轮多边形阶次与磨耗深度对车辆通过曲线时运行安全性的影响,并且基于评判指标提出了各阶次下车轮多...     

广州地铁二号线列车车轮失圆原因分析与处理

对广州地铁二号线列车车轮失圆故障进行统计、对比,分析可能引发的故障原因及闸瓦制动的影响,提出车轮失圆的解决及改善措施。     

列车车门解锁功能对地铁运营的影响

以广州地铁四、五、六号线列车为例,简要介绍了车门解锁功能对地铁列车运行状态的影响,制定了不同车型的解锁应急处理程序,通过对比分析得出个人观点。     

地铁用弹性车轮应力分析及其多轴疲劳评估

基于Ansys有限元软件,分析国内某地铁用弹性车轮压装过程和服役过程的应力,对服役过程的疲劳进行评估,并对实物进行疲劳试验,分析疲劳试验前后刚度变化。结果发现：弹性车轮压装过程中,压盖为等效应力最大的组件,周向拉应力占主要贡献;弹性车轮服役过程中,压盖螺栓孔等效应力是其他组件的1.5倍以上,其中周向应力占主导作用;轮箍疲劳薄弱部位为轮箍内侧与橡胶接触区域,压盖疲劳薄弱区域为螺栓孔区域：弹性车轮经过疲劳试验后,金属元件探伤未发现疲劳裂纹,刚度变化小于20%。     

弹性旁承对铁道货车车辆车轮磨耗的影响

通过对装配有转K2型转向架的C64K敞车进行多刚体动力学建模,运用磨耗系数模型,研究弹性旁承对曲线通过时的车轮踏面和轮缘处的磨耗产生的影响.弹性旁承主要是承载车体重量以及为车辆通过曲线时提供回转阻力矩,会对车辆的整体动力学性能产生影响.在车辆通过曲线时,弹性旁承为车辆提供回转力矩用以抑制车体的摇头以及侧滚姿态,使得车辆可以顺利通过曲线,在此过程中,轮对横移量会受到影响,进而改变踏面及轮缘处的磨耗状态.通过改变弹性旁承的回转阻力矩大小以及车辆载重,计算车辆在通过不同半径曲线时的磨耗情况,由此揭示弹性旁承对车辆磨耗的影响.     

机械弹性车轮结构参数对汽车侧翻稳定性的影响

为深入研究机械弹性车轮（MEW）的结构参数对汽车侧翻稳定性的具体影响,利用刷子理论模型建立了MEW稳态侧偏简化理论模型,利用理论、试验以及数值仿真等方法,分析了结构参数（包括几何参数和材料参数）对MEW侧偏特性的具体影响。以改进的载荷转移率作为侧翻稳定性的评价指标建立了匹配MEW的整车非线性3-DOF侧翻预测模型,研究了车轮侧偏力学特性对侧翻稳定性的具体影响规律。结果表明：铰链组结构参数对侧偏特性影响较小,适当增大弹性环分布高度、减小輮轮断面高宽比和初始剪切模量可以增大车轮侧偏刚度和侧向力峰值,进而提高匹配机械弹性车轮汽车的侧翻稳定性。     

高速铁路列车车轮多边形化对道岔区动力学性能的影响

为表征车轮多边形化对车辆通过道岔的动力学性能的影响,以高速动车组和客运专线12号道岔为研究对象,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型。多边形车轮采用简谐波与实测多边形两种形式模拟,综合考虑多边形车轮经过道岔的状态、左右侧车轮分布方式、多边形阶数和幅值等影响因素,计算车轮多边形化车辆通过道岔的动力响应。结果表明,多边形车轮半径偏差变化率最大点经过心轨处的响应最大。随着多边形阶数增加,动力响应呈先增大后减小的趋势,15、16阶时响应达到最大;左右侧车轮多边形同相位分布比反相位分布的响应大。多边形幅值越大,轮轨垂向力和轮对垂向加速度越大,当幅值达到0.20 mm,轮轨垂向力超过安全限值,且幅值超过0.16 mm,响应会明显增强。多边形车轮对车辆通过道岔的平稳性影响较小。     

车轮非圆化对地铁车辆振动的影响研究

车轮非圆化一直是铁路界难以彻底解决的问题之一。针对中国某地铁线路实际运营中出现的车辆振动过大问题,通过对镟修前后车轮非圆化测试和列车关键部件振动加速度测试发现:镟修前车轮非圆化磨耗径跳值达到0.492mm,并显著表现出7阶的非圆化特征,镟修后车轮径跳值为0.046mm,7阶的非圆化特征消失;车轮镟修后,轴箱、构架测点振动加速度均方根值分别降低37.9%、47.7%,地板振动最大幅值减少50%以上,列车平稳性得到明显改善,平稳性指标几乎全部在2.0以下;车轮非圆化磨耗使轴箱振动加速度呈现出明显的随速度变化的转频成分,在车速70km/h时,7阶非圆化磨耗产生的轮轨激励频率为52Hz。     

行车速度对高速列车车轮振动声辐射特性的影响

列车车轮的振动是轮轨噪声声源的一个重要的组成部分.利用有限元与边界元相结合的方法,着重研究列车速度变化对车轮的振动-声辐射特性的影响,计算模型中考虑轮轨间的垂向相互作用,并考虑轮轨接触斑的滤波作用.根据车轮的实际尺寸建立车轮的三维实体有限元模型,采用分块Lanczos法求解车轮的固有频率振型,然后采用模态叠加法计算单个车轮结构在垂向不平顺激励下的动态响应,将车轮表面的速度处理成声学边界元模型的输入条件,计算车轮的滚动辐射噪声.数值计算中,研究车轮的不同部位(踏面、辐板和轮辋)在声辐射中所占的比重,以及不同的列车速度对车轮振动声辐射特性的影响.数值仿真计算为高速列车的轮轨降噪措施的制定提供一定的参考.