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实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗影响分析
1
作者 王平 宋娟 +2 位作者 杨春凯 安博洋 陈嵘 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第5期1034-1042,共9页
轮轨蠕滑曲线会影响轮轨动态相互作用,进而影响钢轨磨耗,为研究实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗的影响,首先,基于最小二乘法获得适用于Polach模型和修改FASTSIM算法的参数,模拟40~400 km/h行车速度范围内的实测蠕滑曲线;随后,在SIMPACK软件... 轮轨蠕滑曲线会影响轮轨动态相互作用,进而影响钢轨磨耗,为研究实测轮轨蠕滑曲线对钢轨磨耗的影响,首先,基于最小二乘法获得适用于Polach模型和修改FASTSIM算法的参数,模拟40~400 km/h行车速度范围内的实测蠕滑曲线;随后,在SIMPACK软件中建立车辆系统动力学模型,并通过Polach模型测得实测蠕滑曲线;最后,采用Kik-Piotrowski模型和修改的FASTSIM算法进行轮轨非赫兹滚动接触计算,并结合USFD磨耗模型预测钢轨磨耗,对比了理想与实测蠕滑曲线条件下钢轨磨耗的差异.研究表明:理想蠕滑曲线条件下钢轨磨耗深度明显大于实测蠕滑曲线下的结果,随着车辆通过次数的增加,理想条件下钢轨磨耗分布范围更大,内外轨磨耗分布范围分别为实测蠕滑曲线的1.5倍和1.3倍;摩擦系数和磨耗率显著影响钢轨磨耗大小及磨耗分布情况,故在车辆动力学仿真和钢轨磨耗计算中有必要考虑实测轮轨蠕滑曲线;形成了确定实测蠕滑曲线参数的前处理程序,可服务于车辆动力学仿真和钢轨磨耗计算,可以有效指导现场进行钢轨打磨等养护维修工作. 展开更多
关键词 蠕滑曲线 数值模拟 车辆系统动力学模型 钢轨磨耗 接触斑
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考虑摇头角的非赫兹滚动接触算法对比研究
2
作者 陈雨 周佳仪 +5 位作者 宋娟 安博洋 吕涛 王平 何庆 朱颖 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期108-118,共11页
为研究轮对摇头角对轮轨接触行为的影响以及评估简化非赫兹轮轨接触算法的精度,选取EKP、MKP与MSHM共3种考虑摇头角的轮轨非赫兹简化算法分析轮轨法向与切向接触行为。以S1002CN车轮踏面和CHN60钢轨为研究对象,以精确理论CONTACT算法的... 为研究轮对摇头角对轮轨接触行为的影响以及评估简化非赫兹轮轨接触算法的精度,选取EKP、MKP与MSHM共3种考虑摇头角的轮轨非赫兹简化算法分析轮轨法向与切向接触行为。以S1002CN车轮踏面和CHN60钢轨为研究对象,以精确理论CONTACT算法的结果为参考,对比各简化接触算法得到的接触斑形状、接触应力、切应力等微观接触结果的准确性。利用UM软件建立车辆-轨道耦合动力学模型进行仿真分析得到轮轨运动参数,然后输入到接触算法计算轮轨接触解,基于统计学累积误差方法评估不同接触算法在实际车辆运行工况下的计算精度与稳定性。计算结果表明:摇头角使轮轨接触斑与接触应力呈三维非对称分布;对于法向接触,在大部分工况下,MKP算法相比EKP、MSHM算法精度较高,但接触斑内轮轨曲率变化较大时,如横移量为6 mm,MKP算法所得到的最大接触应力误差为47.2%,此时更适合采用MSHM算法,其误差为27%;对于切向问题,采用EKP+FaStrip、MKP+FaStrip算法比MSHM+FASTSIM算法得到的结果更准确;对于动力学结果,MKP+FaStrip算法比EKP+FaStrip、MSHM+FASTSIM算法得到的接触结果更加精确和稳定。 展开更多
关键词 轮轨接触 简化非赫兹接触算法 摇头角 计算精度 计算稳定性
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基于交叉迭代法的车辆-轨道非线性空间耦合振动模型及算法改进
3
作者 雷晓燕 王伟 +1 位作者 罗锟 王海 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第4期120-132,共13页
针对车辆-轨道非线性空间耦合系统动力学分析计算量大、计算耗时长及计算精度难以保证的问题,对车辆-轨道非线性空间耦合振动模型和交叉迭代法进行改进。运用有限元法分别建立车辆和轨道空间子系统动力学模型,在基于“迹线法”构建轮轨... 针对车辆-轨道非线性空间耦合系统动力学分析计算量大、计算耗时长及计算精度难以保证的问题,对车辆-轨道非线性空间耦合振动模型和交叉迭代法进行改进。运用有限元法分别建立车辆和轨道空间子系统动力学模型,在基于“迹线法”构建轮轨接触几何关系的基础上,提出“投影对点作差法”搜索轮轨空间接触点位置,并引入轮轨准弹性接触对其进行修正,精细化轮轨接触关系;结合车辆-轨道非线性空间耦合系统特点,改进基于Newmark数值积分的交叉迭代求解系统动力学方程的算法,并给出完整的数值计算步骤。通过与相关文献进行对比,验证改进模型和算法的有效性。结果表明:改进模型的分析精度更高,搜索轮轨空间接触点位置的速度更快;改进算法的计算过程更完善,步骤更清晰;改进的模型和算法在提高计算精度的同时,仍然具有较快的计算效率,且使数值编程更易实现,方便工程应用。 展开更多
关键词 车辆系统 轨道系统 非线性空间耦合 交叉迭代 轮轨接触 迹线法
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多源车载数据驱动的地铁轨道不平顺智能识别方法
4
作者 彭飞 谢清林 +2 位作者 陶功权 温泽峰 任愈 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期2432-2445,共14页
针对轨道不平顺检测成本高与时效性低等不足,从车辆动态响应与轨道不平顺之间的相关性为切入点,提出一种多源车载数据驱动的轨道不平顺智能识别方法。首先,建立地铁车辆系统动力学模型,获取车辆振动与运动姿态响应数据;其次,通过相关性... 针对轨道不平顺检测成本高与时效性低等不足,从车辆动态响应与轨道不平顺之间的相关性为切入点,提出一种多源车载数据驱动的轨道不平顺智能识别方法。首先,建立地铁车辆系统动力学模型,获取车辆振动与运动姿态响应数据;其次,通过相关性分析算法,选取强相关性数据,制作网络模型数据集;最后,建立卷积神经网络-长短期记忆网络(CNN-LSTM),通过粒子群算法优化(PSO)神经网络模型参数,建立PSO-CNN-LSTM模型,实现对轨道不平顺的识别拟合。研究结果表明:在车辆动态响应信号中,与横向信号与轨道不平顺之间的相关性相比,垂向信号的更强,同时,车体的运动姿态如车体点头角速度与不平顺有明显的相关性。所提出的PSO-CNN-LSTM模型轨道垂向与横向不平顺识别拟合度分别达0.92和0.76。与经典的全连接神经网络FCNN和支持向量机SVR相比,PSO-CNN-LSTM有更好的识别效果与时效性。 展开更多
关键词 轨道交通 车辆动力学 轨道不平顺 神经网络 智能识别
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考虑材料温变特性的三维轮轨接触热分析
5
作者 王平 张洪吉 +2 位作者 孙耀亮 安博洋 何庆 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期239-246,306,共9页
为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接... 为研究材料温变特性对轮轨接触行为和摩擦温升的影响,提出了一种考虑材料温变特性的三维轮轨热力耦合模型,能够考虑纵、横向蠕滑率和自旋的影响,更为真实地模拟轮轨系统的服役状态.首先,研究了热力耦合建模方式对轮轨界面摩擦温升及接触应力的影响;随后,将该模型应用于地铁小半径曲线处车辆-轨道相互作用模拟.结果表明:当轮轨界面温度达到450℃时,轮轨接触应力显著降低,降幅可达20%;考虑热力耦合建模后,轮轨界面的预测温升明显低于不考虑热力耦合建模时的结果,在蠕滑率为0.16时,两者的差异可达51%;地铁车辆在小半径曲线线路上运行时轮轨摩擦温升因过大的蠕滑率与自旋会急剧增大到750℃,应考虑轮轨热力耦合建模以避免过高估计轮轨摩擦温升以及轮轨接触应力. 展开更多
关键词 摩擦温升 轮轨接触 热力耦合 车辆-轨道耦合动力学 轮轨损伤
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扣件刚度非线性对波磨区轮轨瞬态滚动接触行为的影响
6
作者 徐井芒 梁新缘 +2 位作者 王凯 赵思琪 王平 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期247-255,共9页
WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建... WJ-8型扣件橡胶垫板刚度在长期服役过程中表现出非线性特征,静刚度随荷载增加而降低,为提高三维瞬态滚动接触有限元模型计算精确性,本文以LMA踏面车轮及CHN60型钢轨为基础,基于显式积分算法,将以往研究中线弹性扣件转化为非线性扣件,建立考虑扣件刚度非线性特征的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,研究刚度非线性对车轮与钢轨波磨间高频动态响应及瞬态接触行为的影响,并重点分析了波磨工况下时频域内轮轨接触力、轴箱加速度的变化信息.结果表明:扣件非线性对轮轨接触力变化影响明显,主要表现为车轮行驶至扣件前端时强振动导致橡胶垫板表现为柔软特性使轮轨接触力减小,车轮行驶至扣件上方时在轴重作用下振动减弱表现为刚硬特性使轮轨接触力增大,轮轨力变化差异最大达到13.1%. 展开更多
关键词 刚度非线性 瞬态滚动接触 波磨 显式有限元法
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基于ANSYS的三维非线性有限元螺旋弹簧接触仿真分析
7
作者 许贵满 韩海娅 魏云鹏 《浙江交通职业技术学院学报》 CAS 2024年第3期8-12,共5页
螺旋弹簧作为车辆悬架中重要弹性元件之一,直接影响到车辆运行品质。为研究螺旋弹簧的几何参数对弹簧刚度的影响,利用ANSYS的APDL语言参数化建立的有限元模型进行计算,从是否考虑支撑圈与工作圈接触问题的结果,与弹簧刚度理论公式分析... 螺旋弹簧作为车辆悬架中重要弹性元件之一,直接影响到车辆运行品质。为研究螺旋弹簧的几何参数对弹簧刚度的影响,利用ANSYS的APDL语言参数化建立的有限元模型进行计算,从是否考虑支撑圈与工作圈接触问题的结果,与弹簧刚度理论公式分析计算对比分析,验证三维非线性接触有限元螺旋弹簧模型的合理性,进一步分析锥形角度对弹簧刚度等的影响。改变参数快速建立0°、5°、10°的三种不同锥形角度螺旋弹簧模型,计算得到各种模型的荷载位移曲线,进而分析弹簧刚度、Mises应力、接触应力等影响规律。本文建议锥形螺旋弹簧设置锥度在5°以内,既可提高极限荷载,又可降低接触应力,减少材料疲劳破坏,提高使用寿命,为锥形螺旋弹簧的设计提供参考依据。 展开更多
关键词 螺旋弹簧 弹簧刚度 锥形角度 非线性模型
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城市轨道交通列车轮轨垂向力测量方法 被引量：2
8
作者 陈鹏涛 漆泰岳 +2 位作者 梁孝 雷波 覃少杰 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第3期81-86,共6页
[目的]城市轨道交通运营中通常会出现大量的隧道病害,列车轮轨力是各种病害的主要成因,因此,需在不影响城市轨道交通列车正常运营的条件下,对列车轮轨垂向力的测量方法进行研究。[方法]以成都地铁7号线茶店子站—一品天下站下行区间道... [目的]城市轨道交通运营中通常会出现大量的隧道病害,列车轮轨力是各种病害的主要成因,因此,需在不影响城市轨道交通列车正常运营的条件下,对列车轮轨垂向力的测量方法进行研究。[方法]以成都地铁7号线茶店子站—一品天下站下行区间道床剥离病害为研究对象,基于弯矩差法理论,采用ANSYS有限元软件建立了静荷载及动荷载作用下的钢轨有限元模型,并对其进行了数值模拟分析。在室内对1根长2 m、3跨布置的钢轨进行了标定试验。[结果及结论]静荷载数值模拟分析表明,钢轨测点可选择在钢轨跨中轨底上表面边缘两侧位置;当钢轨跨中位置受到垂向力作用时,该点沿钢轨方向的应变最大,且应变随垂向力线性增加。通过标定试验测得的标定系数为0.6260×10^(6)kN,而数值模拟测得的标定系数为0.6441×10^(6)kN,两者偏差仅2.8%,可通过静荷载标定试验确定标定系数。轮轨垂向力的测量方法可以更好地评估轨道结构和列车运行的安全性,及时发现安全隐患,并采取相应措施进行修复和改进。 展开更多
关键词 城市轨道交通 列车 轮轨垂向力 测量方法
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随机轮轨动态激励对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响分析 被引量：1
9
作者 李明航 王文斌 +2 位作者 李喆 吴宗臻 张胜龙 《工程力学》 EI CSCD 北大核心 2024年第S01期292-299,345,共9页
为分析随机轮轨不平顺对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响,该文采用随机模拟的方法,研究了不同轨道不平顺状态下随机车轮不圆顺在浮置板轨道插入损失评估结果方面的随机特性,以及轨道不平顺发展对插入损失评价结果的影响。研究结果表明:不... 为分析随机轮轨不平顺对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响,该文采用随机模拟的方法,研究了不同轨道不平顺状态下随机车轮不圆顺在浮置板轨道插入损失评估结果方面的随机特性,以及轨道不平顺发展对插入损失评价结果的影响。研究结果表明:不同轨道不平顺状态下,随机车轮不圆顺作用下隧道壁最大Z振级的插入损失离散超过10 dB,且随着轨道不平顺的发展,插入损失的样本均值和标准差均明显减小;分频插入损失统计结果显示,轨道不平顺的发展对频率低于6.3 Hz的插入损失影响更加显著,对于20 Hz以上频段的统计均值的影响并不明显。 展开更多
关键词 钢弹簧浮置板轨道 轮轨不平顺 减振效果 列车振动 地铁
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基于实测轮轨廓形匹配的服役动车组等效锥度修正方法研究 被引量：1
10
作者 田光荣 于卫东 +2 位作者 王兴华 李方烜 干锋 《铁道机车车辆》 北大核心 2024年第2期119-123,共5页
轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实... 轮轨匹配等效锥度对于保障动车组的运行安全性和舒适性至关重要。在车轮旋修体制由计划性预防修向视情旋修优化过程中,要充分考虑等效锥度等关键影响因素的运用标准及对应的执行策略问题。针对部分车型正向设计提出的基于服役状态下实测轮轨廓形匹配等效锥度的要求,文中研究提出了一种服役状态下动车组等效锥度运用标准的修正方法。通过构建有效的服役轮廓数据库,并与标准轮轨廓形匹配的等效锥度进行对比计算,可得到不同轮廓所对应的修正值累积概率分布曲线,在此基础上结合现场需求,通过分步实施对现有检测手段得到的等效锥度结果予以修正,结合相关运用标准决策车轮旋修。此方法为车轮视情旋修运用标准的落地提供了可靠的方法和数据支撑。 展开更多
关键词 视情旋修 轮轨匹配 等效锥度 修正方法 运用标准
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基于遗传算法的实测轮轨蠕滑曲线模拟
11
作者 张洪吉 安博洋 +3 位作者 王小韬 陶功权 丁昊昊 王平 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第8期71-77,共7页
轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过... 轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过程并选取合适的适应度函数,形成了一种获取描述轮轨黏着-蠕滑特性特征参数的通用方法,随后以160 km/h速度的实测蠕滑数据为例,分析对比了本文算法拟合蠕滑曲线的计算效率及与理想工况下局部接触结果的差异。研究表明:(1)本文提出的算法在拟合不同速度工况对应的实测黏着-蠕滑曲线时均具有较高的精度,提出的拟合特征参数取值范围提高了遗传算法收敛速度,与遍历法相比计算速度提高18.5倍;(2)考虑潮湿环境实测轮轨黏着-蠕滑曲线时,轮轨黏滑分布、切向接触应力较干态理想工况有显著差异,主要体现在接触斑最大切向接触应力减小、滑动区面积随蠕滑率增大的速度减缓等。本文算法满足车辆-轨道耦合动力学数值仿真要求,可更真实地模拟实际环境条件下的轮轨相互作用。 展开更多
关键词 轮轨蠕滑曲线 轮轨黏着-蠕滑特性 遗传算法 轮轨接触 蠕滑率
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基于3m波长地铁钢轨焊缝接头不平顺的轮轨响应分析
12
作者 徐舟 从建力 +2 位作者 赵铭洋 王平 陈嵘 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第2期52-59,67,共9页
相对于1 m弦测值的焊缝接头动力学评估与管理,基于3 m波长范围的焊缝接头不平顺轮轨响应分析对其服役状态评估与管理具有重要意义。首先,基于车辆-轨道垂向耦合动力学理论建立车辆-轨道垂向耦合模型;然后,借助基于一弦N点弦测法研制的... 相对于1 m弦测值的焊缝接头动力学评估与管理,基于3 m波长范围的焊缝接头不平顺轮轨响应分析对其服役状态评估与管理具有重要意义。首先,基于车辆-轨道垂向耦合动力学理论建立车辆-轨道垂向耦合模型;然后,借助基于一弦N点弦测法研制的钢轨短波不平顺测量小车,对地铁线路焊缝接头不平顺进行精确测量,并根据传统弦测理论得到1 m弦测值;接着,将实测3 m波长焊缝接头不平顺和1 m弦测值作为车辆-轨道垂向耦合模型的不平顺激励输入,对比3 m波长焊缝接头不平顺和1 m弦测值激扰下的轮轨响应;最后,研究了车速和焊缝位置对轮轨动力响应的影响。结果表明:相比1 m弦测值激扰下的轮轨动力响应结果,3 m波长焊缝接头不平顺激扰下的轮轨力幅值变化不明显,轮重减载率幅值增大11.52%,钢轨加速度幅值增大54.05%,轮对振动加速度幅值增大37.67%;车速提高会导致轮轨力和轮重减载率幅值增大;焊缝中心与轨枕间的距离增加,轮轨力幅值先增加后减小,当焊缝中心距离轨枕0.1 m时,轮轨力幅值最大。 展开更多
关键词 地铁 3m波长焊缝 钢轨焊缝接头 短波不平顺 车辆-轨道垂向耦合动力学 轮轨响应
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考虑轮轨多点接触关系的车轨系统地震响应分析
13
作者 朱小杰 王浩 +2 位作者 周智辉 茅建校 郜辉 《哈尔滨工程大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期423-431,共9页
为研究地震作用下轮轨多点接触关系及其对车轨系统地震响应的影响,本文基于虚拟渗透理论分析了轮轨多点接触的几何关系,采用修正的Kik-Piotrowski方法和Kalker线性理论求解轮轨接触力,并建立了地震作用下考虑轮轨多点接触关系的列车-无... 为研究地震作用下轮轨多点接触关系及其对车轨系统地震响应的影响,本文基于虚拟渗透理论分析了轮轨多点接触的几何关系,采用修正的Kik-Piotrowski方法和Kalker线性理论求解轮轨接触力,并建立了地震作用下考虑轮轨多点接触关系的列车-无砟轨道系统模型;以某高速铁路为对象,研究了车轨系统的地震响应及列车的行车安全性。研究结果表明:地震作用下轮轨之间会出现2点接触情况,次接触斑对轮轨接触行为具有重要影响;轮轨多点接触关系对地震作用下的轮轴横向力和脱轨系数具有重要影响,不考虑该多点接触关系会低估列车的行车安全性;车轮抬升量对地震动强度不是特别敏感。 展开更多
关键词 轮轨多点接触 车轨系统 地震响应 虚拟渗透理论 Kik-Piotrowski方法 接触斑 无砟轨道 行车安全
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缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性仿真分析
14
作者 罗易飞 胡彬 +1 位作者 赵鑫 温泽峰 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1275-1284,共10页
为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和... 为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和钢轨磨耗深度,并考虑车轮驱动扭矩和速度的影响规律.结果表明:缩尺车轮-环轨结构的高频弹性振动造成轮轨垂向力波动;在比例载荷作用下,纵向动力学行为和钢轨磨耗深度变化趋势与服役轮轨一致;由于环轨的极小曲线半径,自由滚动工况下的横向蠕滑力/率、自旋蠕滑率、钢轨磨耗深度偏大,切向接触应力峰值出现在接触斑后沿两侧;车轮驱动扭矩和速度的影响规律可拟合为一组经验公式.研究可以为此类试验台的设计与应用工作提供理论依据. 展开更多
关键词 缩尺车轮-环轨 显式有限元法 瞬态滚动接触 蠕滑 磨耗
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嵌入式轨道三维滚动接触模型冲击特性研究
15
作者 时潇迪 李松 +3 位作者 韩健 何远鹏 肖新标 梁树林 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第3期165-169,共5页
嵌入式轨道在城市轨道交通领域得到广泛运用,在高速铁路方面,国内外也有少量的相关报道和理论研究。嵌入式轨道对减缓轮轨冲击有显著效果,其中焊接接头是引起轮轨冲击的重要原因之一,对于时速400公里以及更高运行速度的列车,焊接接头冲... 嵌入式轨道在城市轨道交通领域得到广泛运用,在高速铁路方面,国内外也有少量的相关报道和理论研究。嵌入式轨道对减缓轮轨冲击有显著效果,其中焊接接头是引起轮轨冲击的重要原因之一,对于时速400公里以及更高运行速度的列车,焊接接头冲击激励引起的轮轨力变化十分显著,目前对于高速工况下嵌入式轨道的研究尚不充分。基于显式动力学有限元方法,采用三维高速轮轨瞬态滚动接触模型对轮轨冲击过程进行数值模拟,并探究时速400公里速度下的嵌入式轨道的冲击特性。得出以下结论:嵌入式轨道与扣件式轨道在受到不同波长冲击时均能够减小垂向轮轨力变化幅值,焊接接头波长越长,垂向轮轨冲击力越能快速趋于平缓;车轮在受到焊接接头长波冲击时,嵌入式轨道能明显降低纵向轮轨力。研究结果可为嵌入式轨道在高速铁路的运用提供参考。 展开更多
关键词 振动与波 三维滚动接触模型 轮轨冲击 嵌入式轨道 高速铁路 隐式-显式有限元法
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既有万吨重载线路平面曲线参数对列车提速安全性的影响
16
作者 呼枭 阮利峰 +3 位作者 胡晓宇 王健壹 康喆 王开云 《铁道建筑》 北大核心 2024年第5期39-45,共7页
为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求,建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型,选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明:对于C80货... 为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求,建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型,选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明:对于C80货车,在既有线路平面曲线参数条件下,轮轨动态安全性能指标均小于限值,可满足提速运行的安全性要求,其中缓和曲线长度超过70 m时轮轨相互作用的变化趋于平稳;对于C64货车,夹直线长度为10 m时,90 km/h速度下,轮轨垂向力超出安全限值,而该线路中夹直线长度为10 m的路段普遍存在,因此不满足提速运行的安全性要求。适当降低欠超高可改善轮轨动态相互作用力;选取合适的缓和曲线长度可改善轮轨动态相互作用并降低工程成本,建议取70 m;考虑到提速后以C64货车为代表的转K2转向架货车轮轨垂向力较大,夹直线长度不宜小于60 m。 展开更多
关键词 重载铁路 提速 仿真计算 未平衡超高 缓和曲线长度 夹直线长度 运行安全性
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路基不均匀沉降对高速车辆-道岔系统动力特性的影响
17
作者 袁钰雯 杨县才 +2 位作者 刘泽宇 钱瑶 徐井芒 《铁道建筑》 北大核心 2024年第5期28-33,共6页
为了研究路基不均匀沉降对高速列车过岔时轮轨动力响应的影响,结合多体动力学和有限元法,考虑道岔多钢轨的相互作用及柔性变形,建立高速列车-道岔刚柔耦合动力学模型,分析路基不均匀沉降位置、沉降波长、沉降幅值、行车速度等因素对高... 为了研究路基不均匀沉降对高速列车过岔时轮轨动力响应的影响,结合多体动力学和有限元法,考虑道岔多钢轨的相互作用及柔性变形,建立高速列车-道岔刚柔耦合动力学模型,分析路基不均匀沉降位置、沉降波长、沉降幅值、行车速度等因素对高速列车过岔安全性和平稳性的影响。结果表明:高速道岔区发生路基不均匀沉降会导致轮轨力和车体加速度增加,降低车辆过岔的安全性和平稳性,当路基不均匀沉降最大值位于尖轨顶宽15 mm断面时,对车辆过岔的动力学行为影响最大,轮载过渡段的长度较无路基不均匀沉降条件下延长25.64%;各项动力学指标随路基不均匀沉降波长增大而减小,随沉降幅值增大而增大;相比于区间线路,当道岔区发生路基不均匀沉降时,行车速度的变化对动力学响应的影响更大,尤其是轮轨横向力和车体横向振动加速度。 展开更多
关键词 高速铁路 道岔 刚柔耦合动力学 路基不均匀沉降 轮轨动态相互作用
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升力翼高速列车曲线通过时的轮轨黏着性能研究
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作者 黄初贤 王金能 +2 位作者 陈旸 敬霖 王开云 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2036-2047,共12页
建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏... 建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏着性能的影响。研究结果表明:气动升力通过改变列车运行动态响应和轮轨接触特性导致内、外侧轮轨垂向力和纵向蠕滑力重新分配,促使内侧轮更易失去黏着;气动升力和运行速度的增大均会劣化轮轨黏着性能,但曲线半径的增大将显著提升轮轨黏着水平;轨道不平顺削弱了轮轨黏着性能,干态、湿态、油态条件下的轮轨黏着性能依次恶化。列车牵引运行时,干态、湿态、油态条件下的轮轨均能满足牵引力安全限值要求,但制动运行时,湿态和油态条件下的轮轨均不能满足制动力安全限值要求。研究结果可为超高速列车的安全运行与节能设计提供技术支持。 展开更多
关键词 高速列车 升力翼 牵引 制动 曲线通过 轮轨黏着
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车轮多边形磨耗对车桥耦合振动响应的影响
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作者 唐德发 吴梦雪 +2 位作者 徐昕宇 张钞奕 李永乐 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第1期108-116,共9页
为探究车轮多边形磨耗对车桥耦合系统振动响应的影响规律,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,以国内某高速列车和铁路简支梁桥为原型,建立车桥耦合振动分析模型,把轨道不平顺和车轮多边形磨耗作为系统的输入激励,对车桥耦合系统的振动特... 为探究车轮多边形磨耗对车桥耦合系统振动响应的影响规律,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真方法,以国内某高速列车和铁路简支梁桥为原型,建立车桥耦合振动分析模型,把轨道不平顺和车轮多边形磨耗作为系统的输入激励,对车桥耦合系统的振动特性展开研究。结果表明:车轮多边形磨耗对车桥耦合系统的振动响应影响显著;3阶车轮多边形磨耗使轮重减载率增大67.7%,严重降低了列车行驶的安全性,也使桥梁跨中横、竖向加速度分别增大2.74倍和2.27倍;车桥耦合振动响应随着车轮多边形磨耗幅值、阶数的增大而增大,当车轮多边形磨耗幅值由0.02 mm增大至0.08 mm时,列车轮重减载率、桥梁跨中横向和竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加76.5%、174%和127%、47.3%和83.1%;当车轮多边形磨耗阶数由1阶增大至4阶时,列车轮重减载率、桥梁跨中竖向加速度、钢轨中点横向和竖向加速度分别增加116%、389%、82.0%和170%。特别地,列车以200 km/h速度运行时,3阶车轮多边形磨耗引发桥梁横向共振使得桥梁跨中横向加速度显著增大,是4阶车轮多边形磨耗作用时的2.74倍。 展开更多
关键词 车桥耦合系统 联合仿真 车轮多边形磨耗 振动响应 共振
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400 km/h高速轮轨噪声特性及轮轨声源贡献量研究
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作者 涂蔓蝶 王佳诺 +1 位作者 韩健 肖新标 《中国铁路》 北大核心 2024年第6期24-33,共10页
为了研究400 km/h高速轮轨噪声特性,基于傅里叶级数方法和2.5维边界元方法,建立轮轨滚动噪声预测模型,分析轮对与轨道的声辐射特性。利用轮轨滚动噪声预测模型,对轮轨短波不平顺在不同波深和波长特征下的噪声响应,以及扣件参数对轮轨噪... 为了研究400 km/h高速轮轨噪声特性,基于傅里叶级数方法和2.5维边界元方法,建立轮轨滚动噪声预测模型,分析轮对与轨道的声辐射特性。利用轮轨滚动噪声预测模型,对轮轨短波不平顺在不同波深和波长特征下的噪声响应,以及扣件参数对轮轨噪声的影响进行研究。结果表明,随着短波不平顺波深增大,轮轨横向力、垂向力分别呈非线性增大0.7、62.7 kN;短波不平顺波长在31.5~500.0 mm时,轮轨横向力、垂向力受影响较小;短波不平顺波深增大1 dB,轮对、轨道和轮轨系统总声功率级呈线性增大约1 dB(A);随着短波不平顺波长减小,轮对声功率增大,轨道声功率先增大后减小;随着扣件垂向刚度增大,轮对、轨道、轮轨系统总声功率级分别减小0.1、1.1、1.0 dB(A);随着扣件垂向损失因子增大,轮对、轨道、轮轨系统总声功率级分别减小0.7、4.4、4.1 dB(A);扣件的横向刚度和横向损失因子对轮轨系统总声功率级无显著影响。 展开更多
关键词 高速列车 轮轨噪声 声源贡献量 短波不平顺 扣件参数
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