高速列车车轮磨耗引起的轮轨接触非对称问题研究

高速列车在实际运行过程中,由于同一轮对左右车轮磨耗不均会引起轮轨的非对称接触,对车辆的动力学性能影响较大。本文对由于车轮磨耗引起的踏面外形变化对车轮运行的影响进行了的原理进行了简单的阐述,并结合实测的车轮踏面磨耗数据建立某型动车的动力学仿真模型,分析不同磨耗工况下车辆的动力学性能。分析结果表明,随着车轮踏面磨耗的加剧,车辆的稳定性、横向平稳性、脱轨系数、轮轴横向力、摩擦功率和轴箱处的横向加速度均有一定程度的恶化,而且磨耗越严重,恶化趋势越明显。     

轮轨接触问题的有限元分析

轮轨接触问题是列车稳定性与可靠性研究中的重要课题,本文基于ansys有限元软件,对轮轨接触问题进行了有限元分析。首先根据轮轨接触的几何特征,将问题简化成平面应变问题,然后假设轨道承受50mpa的压力,得到了轮轨等效应力云图及轨道的等效塑性应变云图。对轮轨存在水平挤压的接触问题进行了拓展分析,并探讨摩擦系数对等效应力云图和等效塑性应变图分布的影响。     

空调列车夏季行驶热舒适性分析

利用MATLAB／SIMULINK平台,建立了空调硬座列车的围护结构动态传热及PMV的计算模型;其中在PMV的计算中,考虑了人体散湿量、空气相对湿度及内壁温度和平均辐射温度对PMV-PPD值的影响。对空调硬座列车空调双位控制分别采用不同的反馈信号对热舒适性的影响,进行了理论上的分析。本文建立的模型,可用于列车空调相关问题的研究。     

影响空调列车车厢内热舒适性的因素分析

分析了空气温、湿度变化对PMV值的影响,为采用基于PMV指标的热舒适性控制以改善车厢内热环境的舒适性提供了参考。     

高速化列车的轮轨噪声研究

列车速度是影响轮轨噪声大小的主要因素之一，由于轮轨噪声对车速的信赖性，其声级将随着列车不断高速化会愈来愈大，目前已有许多文献对轮机轨噪声进行研究并提出一些措施，然而对于轮轨噪声，由车轮振动产生的辐射噪声是主要的，还是由钢轨辐射是主要的等，还有一些不明的地方，目前提出的降噪措施很多，然而采取何种措施对降低轮轨噪声更有利，更具有“实用性”和“经济性”也不十分清楚，本文通过轮轨噪声的理论分析和实验数据分     

磁悬浮列车与轮轨列车的比较

朱镕基总理在1998年6月的两院院士大会上曾提出我国发展高速铁路的问题。为此中国工程院机械与运载工程学部就“磁悬浮高速列车与轮轨高速列车的技术比较和分析”专题进行了研究。近30位院士和专家通过调查研究,对于两种技术的优缺点和发展有了进一步认识:建设京沪高速铁路是我国发展高速铁路的首先选择,无论从综合运输体系中各种运输方式协调发展的角度看,还是从京沪经济区的发展需求来看,都是如此;轮轨高速技术从国际上看,既是成熟技术,又是正在不断发展中的高、新技术,在京沪线上采用轮轨技术方案是可行的,但由于其技术难度大,我国尚无实…     

考虑轮轨非线性接触的车辆-轨道-桥梁垂向耦合系统随机振动分析

基于列车-轨道-桥梁耦合动力学理论,考虑轮轨接触非线性,采用广义概率密度演化理论建立了列车-轨道-桥梁垂向耦合系统非线性随机振动方程。采用数论选点法结合谱表示-随机函数法生成轨道随机不平顺样本,实现了用两个随机变量和少量样本较精确地反映轨道不平顺功率谱的随机特性。以高速列车-简支梁桥上CRTSⅠ型板式无砟轨道为例,从概率及可靠度角度,考虑非线性轮轨关系中跳轨现象以及轨道随机平顺影响,对比分析了线性与非线性轮轨对车辆运行安全性的影响;计算了不同轨道谱、车辆运行速度下轮重减载率概率密度演化规律及其对车辆运行安全性影响。结果表明,建议的方法可通过较少的随机变量和样本计算得到车辆-轨道-桥梁耦合系统非线性随机动力响应及其概率分布,可为车辆运行安全性评价提供更好的指导。     

高速列车内室照明舒适性设计研究

从广义的舒适性角度探讨高速列车内室照明设计,分析了照明与视觉特性的关系及影响视觉舒适性的因素,就色温、照度、照射方式和照明的空间布置对心理舒适性的影响进行了详细的论述,并从环境照明、局部照明、装饰照明3个方面总结了高速列车内室照明舒适性设计策略。     

高速列车车内照度舒适性数学模型的研究

高速列车在不断追求高速和安全的同时,对舒适性的要求也不断提高。当前世界各国对高速列车包含振动、噪声、气压、温湿度和照度等因素在内的广义舒适性的研究尚处于起步阶段,从人的主观评价角度研究车内照明与舒适性的关系,将成为高速列车照度舒适性研究的重要部分。该文通过大量的科学试验和专项试验,应用统计学原理对高速列车车内照度舒适性进行了多元回归分析,研究我国高速列车具体情况的车内照度与人的视觉舒适性之间的数学关系模型,为高速动车组的优化设计提供参考。     

列车乘坐舒适性与平稳性测试及评价

本文对国内外列车的动力学性能的评价指标进行简述 ,并对某线路列车动力学试验进行测试 ,采用旅客乘坐舒适性与平稳性指标同时对列车动力学性能进行分析 ,比较两者之间的区别与联系 ,并对列车的动力学性能线路试验结果进行评价。     

空调列车中的气流组织与人体热舒适性

如何使空调列车中的气流组织合理化，对提高人体的热舒适性或提高乘客的乘坐适合度具有特别重要的意义。本文针对空调列车中的气流组织，分析了该因素对人体热舒适性能的影响。     

高速列车车内照度舒适性评价指标研究

随着高速列车技术的不断发展,人们对舒适性的要求也逐渐提高,高速列车的乘坐舒适性已经不能简单只是振动这个单一因素所能表达的,高速列车舒适度的涵义逐步扩大,最终形成高速列车广义舒适度的概念。作为高速列车广义舒适度影响因素之一的照明,不仅仅构成车内的照明光环境,而且在营造客室内环境氛围和提高旅客乘坐舒适性方面都起着重要的作用,研究高速列车车内照度舒适性也变得尤为重要。该文基于大量专项科学实验及广义舒适度模拟实验平台,研究高速列车车内照度与舒适性的数学关系模型,提出基于我国高速列车具体情况的照度舒适性的评价指标,为高速动车组车内照度舒适性评价方法的建立提供参考。     

地铁列车顶部送风方式及舒适性研究

针对顶部送风方式对地铁列车车厢舒适性的影响,将车厢与送风风道作为一个整体进行建模,对孔板送风和格栅送风的气流组织形式进行仿真。结果表明,孔板送风可以很好地改善站姿乘客头部吹风感;格栅送风气流方向上风速达到1.0m/s,站姿乘客头部有较强吹风感,但坐姿乘客区域热舒适较优。本研究为地铁列车的送风形式、室内气流组织优化设计以及舒适性提供参考。     

列车进出火车站轮轨冲击噪声与钢轨振动分析

对成都火车站列车低速进出站测试试验进行分析。通过分析计算噪声声压级得出列车在低速进出站时轮轨冲击噪声比滚动噪声要高出10 dB（A）以上。通过对噪声与钢轨振动的功率谱分析、相干分析得出在列车低速进出站时轮对经过轨道接缝处噪声与钢轨振动的主要频率成分及它们之间相干关系。最后提出相关减振降噪措施。     

提速列车轮轨噪声降噪技术的研究

针对铁路噪声污染状况,根据提速列车运行噪声的特点及轮轨噪声产生的机理,研究了通过在钢轨轨腰镶嵌高阻尼材料从而降低轮轨噪声的技术。经过实验室试验和现场安装试验,证明该技术可有效降低轮轨辐射噪声。     

高速列车轮轨滚动噪声的理论预估

本文以高速列车噪声控制问题为背景，建立了一种轮轨滚动噪声的理论预估模型，并用已有实验结果验证了本模型的可行性，接着又利用该模型分析了轮轨系统参数对滚动噪声的影响。     

轮轨接触表面有液态介质时的接触问题研究

采用接触单元方法,结合初应力法,对于具有表面微观粗糙度和有液态介质存在于轮轨接触表面的弹塑性接触问题进行了研究,获得了轮轨表面接触压力分布、应力分布等结果。结果表明,它们都存在不同程度的峰值,且这些峰值比Hertzian 接触压力大许多,这是由于有表面微观粗糙度的存在,接触过程中凸出的部分进入了接触,而凹下的部分还未进入接触所致。对于法向接触压力,总的来说弹性计算结果的峰值比弹塑性计算结果的峰值要大。而且轮轨接触表面无液态介质存在时的弹塑性计算结果的接触压力峰值比有液态介质存在下的弹塑性计算结果的峰值要大,这是由于接触表面有液态介质存在时,在凹下的部位液态介质不易自由流动和不可压缩特性,引起了液态介质承受了压力所致。     

车轮原地打滑时轮轨接触界面摩擦温升分析

简要介绍了轮轨滚滑接触摩擦温升的研究历史和现状。基于有限元法和非稳态传热方程,建立了车轮在钢轨上原地打滑时轮轨摩擦热分析模型,分析车轮打滑速度对钢轨接触斑附近温度场的影响。模型考虑了轮轨与环境间的热辐射和热对流边界条件、轮轨接触区的相互换热以及轮轨材料热物性参数随温度的变化。分析结果显示:车轮原地打滑时,钢轨表面温升率在打滑初期非常高,随后温升率逐渐趋于零;表面温升达到稳定状态后,钢轨表面温升与轮轨接触区相对滑动速度呈线性关系;当车轮打滑转动的角位移相同而其他条件不变时,钢轨表面热影响层厚度基本不随相对滑动速度的大小而变化。     

热舒适性 PMV-PPD 指标在高速列车上的应用

在高速列车的研制中,由于运行速度的提高和对列车服务质量的要求,车内的热舒适性要求也相应提高。温度和湿度是影响车内热舒适性的主要参数,研究适用于我国高速列车车内热环境的温湿度参数值,成为高速列车舒适性研究的一部分。利用 ISO7730标准中 PMV-PPD 指标对高速列车客室内热舒适度进行评价,同时给出基于我国高速列车具体情况且符合车内热舒适性要求的温度和湿度的设定值推荐范围。     

考虑驱动系统的高速列车动力学分析

高速列车依靠多组驱动系统的持续运行维持其高速运行,带驱动系统的车辆会表现出不同的动力学特性。在牵引工况下,驱动系统的轮轨粘着特性曲线表现出先升后降的趋势。采用Polach轮轨接触算法,首先建立单轮对驱动系统模型,定性分析了驱动系统的扭转振动特性。然后建立带驱动系统的整车动力学模型,将仿真结果与实验数据对比,验证建立模型的正确性。研究结果表明:在牵引工况下,纵向蠕滑率为负;制动工况下,纵向蠕滑率为正;横向蠕滑率也有一定程度的波动;在牵引和制动工况下磨耗功相比匀速时增大,制动工况比牵引工况增大40%。考虑驱动系统模型转向架其蛇形运动频率低于未考虑驱动系统模型,稳定性有所提高;由于驱动系统的振动引起轮轨系统的振动响应波动,采用考虑驱动装置的车辆模型安全性指标相比未考虑驱动系统模型均有所增大,两种模型平稳性指标两个模型区别不大。