CRH380B型动车组晃车原因分析及整改措施

CRH380B型动车组在运营过程中多次出现低频晃动现象,晃动具有频率低、持续时间长短不一的特点。针对这一问题,采集和分析某动车组车轮镟后列车运行数据,发现车体存在0.79 Hz单一振动主频。调查分析表明,该区段钢轨内侧实测廓形与设计廓形存在较大偏差,偏差最大达到0.8 mm,与镟后车轮匹配发现,轮轨匹配性能不佳,等效锥度偏小,容易造成低频晃动。建立车辆-轨道耦合模型,经过仿真分析可知,当钢轨廓形内侧偏差大于0.5 mm时,镟后车轮和凹磨车轮均容易出现晃车现象。因此,建议将钢轨廓形内侧偏差控制在0.4 mm以内。钢轨打磨维修后钢轨实测廓形与设计廓形中内侧偏差控制在±0.2 mm以内,车体横向振动加速度明显减小,主频为0.8 Hz振动消失,动车组运行平稳性良好。

高速铁路道岔运用状态综合评估方法研究

根据现场实际运用经验,提出一种高速铁路道岔运用状态综合评估方法。综合评估方法基于道岔服役信息,以及道岔检测数据,通过建立道岔运用状态综合评估模型,计算道岔各参数得分,综合评估道岔运用状态。以京沪高速铁路某车站6号道岔为例,采用道岔运用状态综合评估方法,评估道岔运用状态。经核实,6号道岔运用状态的评估结果与现场实际相符。综合评估方法能够准确评估高速铁路道岔运用状态。评估结果可用于指导维护道岔,为道岔“计划修”与“状态修”提供参考。

精调高速铁路无砟轨道几何状态对车辆动力学性能影响分析

高速无砟轨道线路的轨道平顺性对车辆平稳安全运行至关重要。为了分析未精调和精调无砟轨道线路区段轨道几何状态对车辆动力学性能的影响,选取某高速铁路未精调轨道区段K130—K135和精调轨道区段K135—K140为研究对象,仿真对比分析2区段内轨道的方向、轨距、高低、水平、三角坑和轨道复合不平顺等参数。结果表明,精调区段轨道几何状态有所优化。利用未精调和精调区段轨道几何状态,通过车辆-轨道耦合动力学模型,开展车辆动力学仿真。由仿真结果可知,与未精调区段相比,在精调区段运行时车辆车体横向、垂向振动加速度降低20%-30%,脱轨系数降低约46.15%,轮重减载率降低约29.17%。这表明精调区段轨道几何状态能有效改善车辆运行安全性、平稳性和乘坐舒适性。

工程机械发动机启停状态监控研究

随着大型工程数量逐渐增多,工程机械需求也与日俱增。工程机械作为施工企业主要生产资料,日常运营维护是一项较大的成本支出。由于工程机械作业任务复杂性,不同作业状态下,发动机具体情况各不相同;若无法准确掌握各作业状态作业时长,就会导致工程机械使用状态处于无法测算,不受监控状态,给企业日常管理、计划核算带来极大不便。因此,对于工程机械的使用调度情况需要更加准确的进行控制,以确保工程机械利用率达到最大;而工程机械监控需要监测发动机的运行状态,才能得到最准确的运行情况。目前,工程机械发动机监测方法较为稀缺,而传统的私家车发动机有成熟的监控方法,优先尝试把成熟私家车发动机监控方法移植到工程车辆上,但是过去传统的发动机监控技术并不一定适合工程机械,因此需要选择一种合适的监控方法。

磨耗钢轨经济性打磨型面研究

磨耗钢轨的恢复原型打磨方式极易造成钢轨材料的过度去除,合理的磨耗钢轨打磨型面对于改善列车的轮轨匹配性能、提高列车运行安全及延长钢轨寿命具有重要的意义。基于NURBS曲线理论建立钢轨型面曲线的重构方法,结合钢轨型面特性,选择标准60 kg/m钢轨(CN60)型面曲线上的离散化13个型值点作为设计变量,以减少打磨去除材料和减小脱轨系数为目标,以钢轨型面几何特性和降低钢轨磨耗为约束条件,基于Archard磨耗计算模型,提出货运铁路钢轨经济性打磨型面的设计方法。采用优化算法进行求解,建立轮轨接触模型和车辆-轨道耦合动力学模型进行计算。研究结果表明:设计的Rgri60打磨型面具有良好的轮轨接触特性,与LMa车轮匹配中,轨距角与车轮轮缘部分接触性能变好;与标准轨面打磨方法相比,材料的去除量减少了12.35%;脱轨系数的最大值降低了5.63%。同时,与CN60/LMa轮轨匹配相比,Rgri60/LMa匹配的左右钢轨磨耗分别减少28.19%和33.48%;导向轮对的左右车轮磨耗分别降低11.38%和33.88%。与恢复标准打磨型面方法相比,本文设计的Rgri60打磨型面具有更好的动态特性和缓磨特性。

线路焊缝区几何不平顺动力响应仿真分析

为分析列车在不同焊缝形状和波深下的车辆动力响应与轮轨接触状态,建立普速客车-有砟轨道垂向耦合动力学模型和焊缝不平顺模型。将焊缝按照几何形状分为倒V形、M形、V形和W形,分析4类焊缝在不同波深、速度等工况下的垂向动力响应。发现焊缝不平顺会引起轮轨垂向力、轴箱垂向振动加速度等参数在短时间内增幅达到30%左右,造成较大的轮轨冲击。焊缝波深越大,车速越快,车辆-轨道系统垂向动态响应越差,轮轨垂向力最大增加66.28%。根据焊缝安全限值的计算结果,发现W形焊缝安全限值最小,倒V形焊缝安全限值最大。建议优先打磨处理W形焊缝,再依次处理V形、M形焊缝,最后处理倒V形焊缝。

地铁小半径曲线钢轨型面打磨技术及评价

为了解决地铁小半径曲线钢轨非正常磨耗问题、延长曲线段钢轨使用寿命、保障列车运行的安全性和稳定性,通过实测分析小半径曲线钢轨型面数据的磨耗特点及其接触变化,设计出适用于小半径曲线轨道的钢轨打磨型面(Opt-60型面)。建立地铁B型车动力学模型和轮轨接触有限元模型,分别对不同打磨型面在整个维护周期内的钢轨性能进行仿真计算。计算结果表明:相对于CN60打磨型面,Opt-60型面的打磨量减小了44.2%,打磨深度减小了0.646 mm;在维护周期内Opt-60型面的轮轨横向力和脱轨系数都有明显改善,安全系数有所提升,且横向平稳系数与垂向平稳性系数均得到提高;在一定列车通过量下,Opt-60型面的轮轨接触面积比CN60打磨型面的轮轨接触面积大14.63%~27.13%,接触应力减小19.27%~27.97%。计算结果已明显表明,Opt-60型面能有效减缓钢轨磨耗、抑制钢轨疲劳,还能提高列车运行的安全性和平稳性,优化了列车的动力学性能。

车体振动模态对疲劳强度的影响分析

铁路运输车辆不断朝着高速以及轻量化方向发展,车体承受着复杂的交变载荷,极大地增加了车体结构疲劳断裂的风险。为探究车体结构振动对车辆结构安全性的影响,利用ANSYS Workbench进行车体模态仿真计算。结合服役环境下动车组车体运行模态测试数据,提取出车体1阶菱形(8~9 Hz)、1阶垂弯(12~13 Hz)、1阶横弯(15~16 Hz)及1阶扭转(17~18 Hz)模态频率,对车体有限元模型进行对比修正。利用雨流计数法对部分实测载荷谱数据谱进行处理,得到载荷谱雨流计数矩阵。在模态分析的基础上进行谐响应分析,得到上述不同模态频段范围内的频率响应函数,结合nCode疲劳仿真软件对车体疲劳强度进行仿真计算,得到不同频段范围内车体的疲劳损伤;采用Miner线性累积疲劳损伤理论对仿真计算结果进行疲劳损伤评估,结果表明:车体1阶菱形模态(8~9 Hz)附近频段对车体造成的损伤最大,其损伤位置在车钩与枕梁交接处附近。

基于双边滤波的三维曲面重构技术在钢轨检测中的应用

钢轨廓形的测量对指导钢轨打磨、提高列车运行安全、延长钢轨寿命具有重要的意义。采用三维激光扫描重建技术,获取钢轨廓形点云数据;分别采用迭代最近邻算法、双边滤波法以及曲率精简法对钢轨点云数据进行拼接、降噪和精简处理;对比在不同高斯滤波参数下,该技术对钢轨点云数据的滤波效果。结合UM动力学软件和有限元分析软件对三维重构后的钢轨模型进行仿真对比分析。结果表明:采用该三维重构技术可以快速地对钢轨的型面进行重构;高斯滤波参数σ_c为20时,对钢轨点云数据的滤波效果较好,能够使钢轨轨顶保持良好的细节特征。

车轮多边形幅值对侧向通过道岔区振动传递特性的影响

道岔区的动力学性能是决定行车速度和安全的主要因素之一,而车轮多边形磨耗会显著影响轮轨相互作用力及转向架关键部位的振动特性。以18号可动心轨道岔作为研究对象,建立车辆-道岔耦合动力学模型。分析列车侧向过道岔区的实测振动数据,并分析不同多边形幅值车轮对车体各部位振动传递的影响。结果表明:列车通过道岔心轨区段时,增加多边形幅值对各关键部位减振效果影响较大;多边形幅值为0.14 mm时,动力学响应幅度较大,横向力接近侧向通过道岔的限值;脱轨系数最大值发生位置随多边形幅值增加而变化;一系悬挂不能有效降低多边形车轮引起的振动,二系悬挂可以消除一部分的振动能量,但在心轨区段,横向减振效果仍不理想。

工程机械运行状态自动化监测研究

现今大多数工程机械是在露天条件下工作,作业环境恶劣,故障发生率高。一旦机械发生故障会造成经济损失,严重影响机械的工作效率,甚至会酿成安全事故。因此,对于正在露天作业的工程机械必须要有一种工程机械运行状态自动化监测技术实时监控其运行状态。阐述工程机械进行运行状态监测的重要性,描述工程机械状态监测的发展现状。具体地,综述工程机械状态自动化监测研究进展,涉及到相关研究文献15篇,其中主要包括基于网络的远程监测技术、专家诊断与监测技术和神经网络监测技术3个方面。

工程机械监测数据管理研究

提出一种便捷的后台数据显示方案。在作业中,实时采集并传送数据进行数据处理,建立一个大的数据库,并且能够实现实时监测,异常状态及时发出警报,相关负责人进行有效处理;在企业管理方面,采用树状显示,减少交叉办公,提高办公效率。

铁路道岔直尖轨主要组合断面打磨廓形优选研究

针对现如今铁路道岔直尖轨主要组合断面打磨廓形较为单一问题,对1180组道岔尖轨主要组合断面开展调查分析,将现场测试的组合断面廓形进行离散化处理,处理后的廓形竖向分成6个大区域,随后对各区域的垂向偏差值进行归一化分析,由正态分布理论得到道岔关键断面偏差范围.然后对6个大区域中每个区域横向进一步均分成10个小区域,基于算术平均法对每个区域进行代表点选取,通过多段多项式拟合算法对多个曲线进行拟合,最终设计得到10组道岔尖轨打磨优选廓形.通过动力学仿真及现场试验验证优选廓形实际效果.结果表明:列车通过尖轨打磨组合断面优化廓形磨耗特性及列车横向运行稳定性优于列车通过尖轨全新组合廓形,打磨前横向及垂向加速度均值分别为1.59 g、0.56 g,打磨后横向及垂向加速度均值分别为1.52 g、0.53 g,轨检车平稳性得到提升.

地铁曲线段钢轨非对称性廓形研究

提出多弧段钢轨廓形拟合方法:以圆弧半径以及圆弧相切点横坐标为设计变量,以轮轨接触点横向分布密度函数、轮轴横向力最小为目标函数,采用统计方法设定参数边界条件,建立非对称性钢轨廓形设计模型,并运用遗传算法对该模型进行求解,得到地铁曲线段外轨非对称性钢轨廓形。建立车辆系统动力学及轮轨接触力学模型,对设计的非对称钢轨廓形进行动力学性能评价以及磨耗分析。结果表明,与采用TB60型面钢轨廓形相比,非对称性钢轨廓形基本不影响车辆动力学性能;同时,非对称性钢轨廓形改善了轮轨接触关系;钢轨顶面横坐标为0~25 mm区间内的轮轨接触斑分布密度为86.18%,非对称性廓形钢轨较TB60型面增加了35.21%;在通过车次分别为5.0×10^(5)次和1.0×10^(6)次的条件下,非对称性廓形钢轨的磨耗深度最大位置较TB60型面向轨顶中心移动5 mm,降低了钢轨的非正常磨耗。

钢轨轨侧波磨对列车运行平稳性的影响分析

针对客货混跑线路小半径曲线存在的较为严重的钢轨轨侧波磨影响列车运行平稳性和安全性的问题,本文基于皖赣线钢轨波磨实测数据,将波磨分为轨顶波磨与轨侧波磨两类.基于现场发现,钢轨打磨车可以有效处理轨顶波磨,但对轨侧波磨处理效果不佳.仿真研究建立车辆-轨道耦合动力学模型与波磨三维纵向模型,分析了轨侧波磨对列车运行平稳性以及蠕滑特性的影响.结果发现:轨侧波磨导致车体横向振动加速度增大了66.2%,轮重减载率增加了66.7%,脱轨系数增加了15.2%,表明轨侧波磨对车辆运行平稳性和安全性有较大的影响;轨侧波磨导致横向蠕滑力增加了22.9%,横向蠕滑率增加了29.3%.因此建议小半径曲线钢轨打磨车打磨完成后再采用人工打磨的方式对轨侧波磨进行处理.