车轮辐板形状与轨距对钢轨波磨的影响

基于轮轨摩擦自激振动引起钢轨波磨的理论,建立不同的车轮辐板形状和轨距的轮轨系统有限元模型,使用复特征值法对轮轨系统的波磨发生趋势进行分析,研究车轮辐板形状和轨距对波磨的影响。结果表明:车轮辐板形状对轮轨系统摩擦自激振动存在影响,且直幅板车轮对钢轨波磨有一定的抑制作用;轨距对S形辐板车轮系统摩擦自激振动情况几乎没有影响;轨距对直辐板车轮系统摩擦自激振动存在影响,当选用特定轨距(1 430 mm)时,得到了一个未发生摩擦自激振动的直辐板车轮轮轨系统模型。     

Mechanism of self-excited torsional vibration of locomotive driving system

A single wheelset drive model and 2-DOFs torsional vibration model were established to investigate the self-excited torsional vibration of a locomotive driving system. The simulation results indicate that the self-excited torsional vibration occurs when the steady slip velocity is located at the descending slope of the adhesion coefficient curve. The principle of energy conservation was used to analyze the mechanism of the self-excited vibration. The factors affecting on the amplitude of the self-excited vibration are studied.     

基于ADAMS的铰接轮式重型拖拉机振动特性分析

为分析铰接轮式重型拖拉机的振动特性,利用ADAMS虚拟样机技术,采用GB/T 10910—2004中规定的35 m较粗糙人工试验跑道对其整机振动进行了仿真分析。建立方向器转角开度为0时转向液压简化系统,与整机铰接和摆动机构组成了空间机械-液压偶合的仿真系统。通过仿真,得到了拖拉机在该工况下的各构件载荷和振动频率,总结了铰接轮式重型拖拉机的振动规律。文中主要研究拖拉机铰接结构特性对拖拉机振动的影响,可为铰接轮式重型拖拉机关键部件的减振器设计提供理论依据。     

机械弹性车轮静动态特性研究

为了揭示机械弹性车轮的性能特点,基于力学理论和虚拟样机技术对机械弹性车轮的静动态特性进行了研究。在静态工况下,对比分析机械弹性车轮完好状态下和有一根铰链组受损状态下的静力承载特性,结果表明,受损状态下承受最大拉力的铰链组与完好状态时有较大不同,不再位于輮轮顶部,且最大拉力值提高很多。在动态工况下,建立机械弹性车轮的驱动轮、从动轮和制动轮的力学模型,分析轮毂、铰链组和輮轮之间的力传递特性。最后在ADAMS中建立装配机械弹性车轮的整车模型并进行仿真研究,结果验证了机械弹性车轮的转动滞后角与输入转矩、车速和地面切向力之间的内在联系。     

基于Hilbert-Huang变换的列车车轮失圆故障诊断

研究列车车轮失圆的检测与诊断问题,采用基于改进的希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,简称HHT)的处理方法,首先,针对HHT方法固有的模态混叠现象,提出一种形态滤波-能量原则算法;然后,建立车辆轨道耦合动力学模型和典型的车轮故障模型,计算轴箱垂向振动的动态响应;最后,运用改进的HHT分析方法提取正常车轮、多边形化车轮和擦伤车轮引起的轴箱垂向振动的特征。研究结果表明,正常车轮与故障车轮之间以及不同类型故障的车轮之间Hilbert谱差异显著,可见该方法能够有效诊断车轮失圆故障。     

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。     

货车传动系统扭转疲劳载荷仿真

针对货车非线性悬架系统,提出了一种确定货车传动系统扭转疲劳载荷的模拟方法。建立了4自由度双轴货车振动模型,以标准路面功率谱反推算法得到路面不平度为随机输入,用MATLAB／Simulink仿真计算得到车轮上的垂直随机动载荷,并将其转化为驱动轮上的扭转载荷。计算载荷可以用来编制货车传动系统扭转疲劳试验载荷谱、估计零部件的疲劳寿命。     

某巡检车传动系的设计

以上海磁浮轨道巡检车传动系的设计为例,用二阶常微分方程来描述传动系扭转振动系统。为避免剧烈的扭转自激振动,应用环域定理,提出了工程上的全局稳定性条件。该条件保证在任何初始滑转率下,扭转自激振动的振幅接近0。     

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。     

单辊驱动轧机水平自激振动定性分析

应用非线性力学模型分析了轧辊水平振动。在分析轧辊轧件接触界面之间相对运动及其相对变形与接触面上摩擦力的关系基础上,建立了轧辊水平振动的非线性动力学方程。分析了粘滑共存摩擦转变为全滑动摩擦对轧辊水平振动的影响。用相平面方法分析了轧辊水平运动规律,并确定了粘滑—滑动运动的极限环。定性地分析了轧辊水平运动的动力学特性,着重分析单辊驱动轧机水平自激振动产生的条件及其机理,得出影响轧辊水平自激振动的因素。提出轧辊水平自激振动模型。     

制动引起的方向盘抖动现象试验研究

针对某轿车制动器振动引起的方向盘抖动现象进行了道路再现试验,再现方向盘的抖动现象.通过对方向盘三个方向的振动加速度等信号的拾取,通过在时间域和频率域的数据处理,系统分析了方向盘抖动的特征,考察了制动初速度、制动强度、制动方式以及离合器断开/结合情况等因素的影响,为进一步明确制动引起的方向盘抖动机理以及寻求控制措施奠定了良好的基础.研究表明,方向盘抖动的振动频率与前轮转速之间存在明显的阶次关系,振源是前轮制动器振动.     

超硬磨料砂轮的激光修锐技术研究

激光修整超硬磨料砂轮的原理,利用Ｎｄ：ＹＡＧ固体脉冲激光器进行激光修锐青铜结合剂和树脂结合剂硬磨料砂轮的试验,用扫描电镜观察了激光修锐前后砂轮表面的微观表貌,对激光作用下砂轮表面不同结合剂材料的去除机理进行了分析,通过磨削陶瓷试验,研究激光修锐的金刚石砂轮的磨削性能,并与普通砂轮磨削肖修锐的金刚石砂轮进行对比。结果表明,采用试验所确定的激光参数可选择性地去除砂轮表面的结合剂材料,而不损伤超硬磨粒,     

General Torsional Stiffness Matching of Off-road Vehicle

Increasing frame torsional stiffness of off-road vehicle will lead to the decrease of body torsional deformation, but the increase of torsional loads of flame and suspension system and the decrease of wheel adhesive weight. In severe case, a certain wheel will be out of contact with road surface. Appropriate matching of body, flame and suspension torsional stiffnesses is a difficult problem for off-road vehicle design. In this paper, these theoretically analytic models of the entire vehicle, body, frame and suspension torsional stiffness are constructed based on the geometry and mechanism of a light off-road vehicle's body, frame and suspension. The body and frame torsional stiffnesses can be calculated by applying body CAE method, meanwhile the suspension's rolling angle stiffness can be obtained by the bench test of the suspension's elastic elements. Through fixing the entire vehicle, using sole timber to raise wheels to simulate the road impact on a certain wheel, the entire vehicle torsional stiffness can be calculated on the geometric relation and loads of testing. Finally some appropriate matching principles of the body, frame and suspension torsional stiffness are summarized according to the test and analysis results. The conclusion can reveal the significance of the suspension torsional stiffness on off-road vehicle's torsion-absorbing capability. The results could serve as a reference for the design of other off-road vehicles.     

拖拉机制动性能检测方法及装置的设计研究

针对拖拉机动态制动性能检测问题,在研究现有拖拉机转鼓试验台架的基础上,提出了基于等效转动惯量的拖拉机制动性能检测方法,其原理是:根据被测拖拉机的质量采用相等转动惯量的惯性转鼓,通过测量转鼓试验台架的滚筒制动距离和制动时间,实现拖拉机动态制动性能检测。设计了变质量惯性转鼓试验台架,并通过实车制动性能试验,验证了方法的可行性与测试台架的可靠性。研究结果表明,检测结果能真实反映制动器的效能,且误差小。     

机车打滑时轮对纵向振动研究

轮轨粘着曲线负斜率会导致传动系统强烈的自激扭转振动,引起轮轨粘着系数周期性的变化,从而会导致轮对纵向振动,轮对纵向振动与轮对粘滑振动耦合作用导致机车复杂的动力学行为。建立机车单轮对传动系统简化模型,考虑轮对回转及纵向自由度。通过数值仿真,再现了平均蠕滑率超过临界蠕滑率时,传动系统扭转振动及轮对纵向振动相轨迹,并计算传动系统扭转和轮对纵向振动频率,利用图解法分析纵向振动机理。结果表明,当机车打滑时,轮对纵向振动为自激振动,轮对纵向振动频率为传动系统扭转固有频率整数倍,且为两倍时振动幅值最大。因此需要合理设置轮对纵向定位刚度等参数,避免打滑时引起的轮对强烈的纵向振动。     

地铁轨道曲线半径与钢轨波磨的相关性研究

现有地铁线路钢轨波磨80%以上出现在小半径曲线轨道内股钢轨上,而大半径曲线和小半径曲线外股钢轨几乎没有出现钢轨波磨。为了探索这一现象深层次的原因,基于摩擦自激振动导致钢轨波磨的机制,分别建立Simpack车辆多体动力学曲线通过模型和轮轨系统ABAQUS有限元摩擦自激振动模型,采用复特征值分析法对不同曲线半径轨道的钢轨波磨进行研究。结果表明:随着曲线轨道半径增大,摩擦自激振动产生的概率减小,即钢轨波磨发生概率下降,且钢轨波磨主要出现在低轨上而高轨较少;随着曲线半径增大,在曲线半径400~450 m范围内,轮轨蠕滑力逐渐由饱和状态变为不饱和状态;蠕滑力饱和时轮轨系统有可能出现摩擦自激振动,即产生钢轨波磨,当蠕滑力不饱和时,轮轨系统就不会出现摩擦自激振动,因而大概率不会发生钢轨波磨。     

一种客车后独立悬架上的传动装置

客车独立悬架是把客车车身和车轮弹性地连接在一起,它是汽车上的重要总成之一。悬架的主要作用是传递作用在车轮和车身之间的一切力和力矩,比如支撑力、制动力和驱动力等,并且缓和由不平路面传给车身的冲击载荷、衰减由此引起的振动、保证乘员的舒适性、减小货物和车辆本身的动载荷,同时,其车轴被分成两段,每只车轮用螺旋弹簧独立地安装在车架(或车身)下面,当一边车轮发生跳动时,另一边车轮不受波及,客车的平稳性和舒适性好。独立悬架已成为一种发展大趋势。     

增程式电动拖拉机及其旋耕机组仿真平台开发

针对电动拖拉机研究领域常用仿真方法通用性较差、涉及机组作业的仿真平台尚不完善等问题,以东方红500(YTO-500)拖拉机为研究对象,设计了电动拖拉机结构方案和驱动系统参数,基于CRUISE建立了增程式电动拖拉机仿真平台。仿真分析了电动拖拉机与传统拖拉机的牵引性能,以及低速循环工况下拖拉机的地面特性和能耗情况,结果表明,建立的电动拖拉机仿真模型能够较好地模拟拖拉机行驶状况。通过分析拖拉机动力系、行走系与动力输出轴之间的转矩耦合关系,提出了一种旋耕机组等效模型,建立了电动拖拉机旋耕机组仿真平台,仿真结果表明,机组作业速度处于3.65km/h附近,旋耕机主轴转速保持在200r/min,符合东方红500拖拉机旋耕机组试验结果,车速提高了14%,燃油消耗下降了34.4%。     

山地地铁浮置板轨道支撑结构钢轨波磨机制研究

基于轮轨系统摩擦自激振动的观点,研究山地地铁线路长大坡道圆曲线段处出现的典型钢轨波磨现象。利用SIMPACK建立山地地铁车辆-轨道动力学模型,验证了列车通过长大坡道圆曲线段外侧轮轨间的蠕滑力处于饱和状态;建立相应区段上由导向轮对-钢轨-道床所组成的轮轨系统有限元模型,采用复特征值分析法从频域角度研究轮轨系统的稳定性;采用控制变量法研究浮置板结构中隔振器的垂向刚度和垂向阻尼、扣件的垂向刚度和垂向阻尼对轮轨系统摩擦自激振动的影响规律。结果表明：在长大坡道圆曲线段上,外侧轮轨间饱和蠕滑力引起的轮轨摩擦自激振动是导致该区段外轨处钢轨波磨产生的主要原因,诱导频率为459.63 Hz。参数化分析表明,轮轨系统摩擦自激振动随隔振器的垂向阻尼和垂向刚度的增大呈增大趋势,随扣件的垂向阻尼的增大呈降低趋势,而随扣件垂向刚度的增加呈先减小后增大的趋势;当扣件的垂向支撑刚度为40 MN/m时,钢轨波磨最不容易发生。     

水润滑引起摩擦噪声的机制及实验研究

水润滑摩擦噪声是一种较为常见的现象,会影响产品性能和环境舒适性.分析水润滑引起的摩擦因数一速度特性与摩擦振动系统稳定性的关系,对橡胶块与玻璃片的水润滑摩擦噪声进行实验研究.结果表明:水润滑引起的摩擦特性对系统具有负阻尼作用,当系统等效阻尼为负时,系统失稳,形成摩擦自激振动,是产生水润滑摩擦噪声的根源;摩擦元件的固有频率决定摩擦噪声频率,不同的支撑方式会改变系统模态频率,从而影响摩擦噪声频率.