高速动车组用滚动轴承失效模式及对策展望

全面介绍了各主型高速动车组用轴箱轴承、齿轮箱轴承、牵引电动机轴承以及各类风机用轴承的型号、结构以及相应的车载和地面安全保证措施,汇总了轴承运行过程以及检修过程中的典型故障和主要失效模式,分析了轴承故障的产生原因,建议从车辆系统匹配设计角度确定旋转系统中轴承的边界载荷、顶层技术要求,优化轴承钢冶炼、热处理、机加工和组装等轴承制造工艺,以保证轴承产品质量一致性,进而避免轴承早期失效,为动车组安全运营,各系统旋转部件修程修制的制定和动车组用滚动轴承国产化提供借鉴和帮助。

基于合理边界的更高速动车组多专业设计优化

考虑到非光滑与大位移两大非线性影响,作为大型复杂非线性系统的更高速动车组多专业设计优化需回归到合理的轮轨匹配边界条件。文章结合国内外高铁运维实践特殊性,以德国ICE3系列转向架为基础,提出更高速动车组转向架自适应改进方案,并针对该方案下的车体不稳定问题提出半主动车减振技术;通过构建三车组列车多体动力学仿真模型,验证了仅凭半主动车间减振技术即可解决车体不稳定问题;在不同工况下,验证更高速动车组转向架对轨道线路的适应性。结果表明:钢轨专业具备实施低锥度均匀磨耗策略的能力;车辆专业可改善对中央凹陷踏面磨耗的自清理能力;客运专业通过最优交路规划,有条件满足经济镟修要求。

中国高速动车组转向架技术发展及展望

转向架是支承、牵引和制动车体并能相对车体回转的走行装置,具有缓冲振动和导向功能,决定列车运行安全可靠性和运行品质。中国高速动车组转向架经过技术引进、吸收创新和自主创新3个阶段的发展,通过不断的技术创新与实践,在结构轻量化、安全可靠性、动力学性能及智能化等关键技术上取得了成果,针对转向架结构强度和动力学性能开展的试验台、环形道、试验专线科学研究试验及线路长期服役跟踪测试,为自主创新阶段的中国高速动车组转向架的自主开发奠定了坚实的理论研究和工程实践基础。文章系统地回顾了中国高速动车组转向架在3个发展阶段的结构参数和技术瓶颈,指出了下一代高铁及CR450动车组转向架技术研究方向;从转向架基本结构角度系统论述了转向架总体集成、构架、轮对轴箱及定位装置、悬挂装置、驱动系统、基础制动和辅助装置的技术发展历程及趋势,提出技术自主创新及工程应用创新研究方向;论述了转向架轻量化设计、强度可靠性、车辆系统动力学、智能化设计和试验测试这5种关键技术的研究现状及发展方向。

模拟法测绘静电场实验拓展的分层教学设计

考虑到本校光电信息科学与工程专业学生的特点,基于心理学家维果茨基的“最近发展区”理论,在传统的模拟法测绘静电场实验教学中分层次地引入计算机模拟实验拓展尝试。融入课程思政的分层教学设计涉及教学对象、教学目标、教学内容、教学方法和教学评价五个方面。该分层教学设计充分发挥了学生的主观能动性,提高了其物理科学素养和实践能力,激发了其敢于思考和勇于探索的科学精神,增强其专业自信。

高速列车轮轨接触几何参数对轮轨磨耗的影响研究

为研究高速列车轮轨接触几何参数对轮轨磨耗的影响,选取修正的Elkins磨耗指数方法计算轮轨间的磨耗指数,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真的方法,将轮对、转向架构架和车体逐步进行弹性化处理,建立全弹性的车辆系统动力学模型,基于此模型进行数值计算,从时域、有效值、最大值3个方面,结合速度因素,分析摩擦系数、轮对内侧距和轨底坡对轮轨磨耗的影响。结果表明,在相同速度下,摩擦系数越小,轮轨磨耗越严重,随着摩擦系数的增大,轮轨磨耗趋于平稳;随着轮对内侧距的增大,磨耗指数整体呈增大趋势,但轮对内侧距对轮轨磨耗的影响较小;当轨底坡的值取为1/40～1/20时,轮轨磨耗较小;在相同轮轨接触几何参数下,列车运行速度的提高加剧了轮轨间的磨耗。

高速动车组制动横梁裂纹故障分析及改进措施

为解决高速动车组原设计结构的制动横梁裂纹故障,对故障发生位置及数量进行统计,并对裂纹断口进行宏观、微观分析,分析表明断口为应力导致的疲劳断裂。对原设计结构的制动横梁进行线路制动载荷识别并将结果应用于有限元仿真计算,结果表明原结构制动横梁支撑座管卡安装孔边缘处存在应力集中,在承受交变载荷下易产生疲劳裂纹。结合有限元强度仿真结果,提出制动横梁结构改进方案并进行强度计算和线路实测动应力,结果表明改进方案制动横梁结构应力水平较原方案明显降低,改进结构可满足高速动车组运用要求。

ER8C和ER8材质高速动车组车轮的服役性能

为全面掌握高速动车组用ER8C和ER8车轮服役性能,使用OBLFQSN750型电火花直读光谱仪等设备分别实测了新旧车轮材料的化学成分、常规力学性能、疲劳特性、冲击性能及韧脆转变温度、断裂韧性、疲劳裂纹扩展门槛值和疲劳裂纹扩展速率等,并进行了金相组织观测,综合评价分析了两种材质车轮服役性能.结果表明:(1)ER8C材质车轮比ER8材质车轮中Si含量高2.74倍,Mn含量高1.29倍,Cr+Mo+Ni总含量低45%,C含量略低,其抗拉强度和屈服强度提高5%,疲劳强度提高15%.(2)车轮显微组织为珠光体+少量铁素体,踏面下相同深度,ER8C材质车轮中铁素体更均匀细小,晶粒度大于8.5级,ER8材质车轮铁素体粗大,晶粒度为8级.(3)ER8C材质车轮韧脆转变温度为84.30℃,ER8材质车轮韧脆转变温度为71.97℃,车轮运用工况处于两种材质的脆性区.(4)ER8C材质车轮断裂韧性比ER8材质车轮高约6%,其阻止裂纹产生的能力优于ER8材质车轮;ER8材质车轮裂纹扩展门槛值比ER8C材质高17%,其阻止裂纹扩展的能力优于ER8C材质车轮;两种材质车轮的裂纹扩展速率相当.(5)服役过程中ER8C材质车轮踏面垂直磨耗速率略大于ER8材质车轮.

防风沙动车组车轮踏面凹磨形成及相关影响研究

结合防风沙动车组CRH5G及兰新高铁运用特殊性,探讨CRH5转向架的车轮踏面凹磨形成机理.在大风预警机制下采取必要的抗风减灾措施,减轻或消除强横风对车体的扰流效应,尽可能使车体的0.44 Hz横移运动转变为1.2~1.3 Hz侧滚振荡.动态仿真分析表明:经常性横风扰动仅仅是车轮踏面凹磨形成的一个偶然因素,而钢轨轨头打磨修型至60 N处理则是一个不容忽视的次要因素,其消除或削弱因XP55所带来的轮轨关系改进设计技术效果,使磨耗轮轨局部密贴型接触的发生概率增大.考虑到牵引电机体悬及抗侧滚一架二杆两个不利影响因素,即使形成十分轻微的局部密贴型接触,也会因复杂约束奇异性而使轮轨接触关系和转向架对车体接口两大交界面产生愈演愈烈的耦合动力作用.

30NiCrMoV12和EA4T材质高速动车组车轴服役性能

为全面掌握高速动车组30NiCrMoV12和EA4T两种车轴材质的服役性能,分别实测了新、旧车轴的化学成分、常规力学性能、标样疲劳特性、冲击性能、断裂韧性、疲劳裂纹扩展门槛值和疲劳裂纹扩展速率等,并对其金相组织进行观测,综合评价分析两种材质车轴服役性能.结果表明:(1)与EA4T材质相比,30NiCrMoV12材质车轴中Ni含量高10倍,Mo、V含量高2倍,C含量略高,抗拉强度高34%,屈服强度高54%,疲劳强度高30%;(2)断裂损伤性能对比中,30NiCrMoV12材质车轴比EA4T材质车轴的常温冲击功约低12%,断裂韧性约高34%,EA4T材质新轴疲劳裂纹扩展门槛值比30NiCrMoV12新轴的高21%,旧轴时两者相当;(3)当应力强度因子幅度小于50 MPa•m1/2时,30NiCrMoV12材质车轴裂纹扩展速率大于EA4T材质车轴,反之,30NiCrMoV12材质车轴裂纹扩展速率小于EA4T材质车轴;(4)30NiCrMoV12材质车轴整个截面组织均为晶粒细小的贝氏体和回火马氏体,淬透性较好,制造工艺性能好;EA4T车轴在表面约30 mm深度范围为均匀的贝氏体和回火马氏体,后随深度增加逐渐出现铁素体,距表面60 mm为珠光体和铁素体,并以铁素体为主.

HMGB1及MMP-9在非小细胞肺癌及癌旁组织中的表达水平

目的:分析高迁移率族蛋白B1(HMGB1)及基质金属蛋白酶-9(MMP-9)在非小细胞肺癌及癌旁组织的表达。方法:选取70例术后经病理组织切片确诊的肺癌患者的组织标本,根据病理学检查结果,将标本分为非小细胞肺癌组和癌旁组织组,鳞癌组和腺癌组,各病理分期组,采用组织化学方法观察各分组中HMGBI与MMP-9表达。结果:免疫组化结果显示,HMGB1及MMP-9在肺癌组织中具有较高的阳性表达率,HMGB1在非小细胞肺癌组织中的阳性表达率高于癌旁对照组,两组比较差异有统计学意义(χ2=11.15,P<0.05);从病理分型看,HMGB1在肺鳞癌组中阳性表达率明显高于腺癌组,差异有统计学意义(χ2=7.232,P<0.05);非小细胞肺癌组织中MMP-9的阳性表达率高于癌旁组织组,两组比较差异有统计学意义(χ2=21.39,P<0.05);从肺癌分期来看,Ⅰ~Ⅱ期中HMGB1阳性表达有27例,阳性率为64.2%;在Ⅲ~Ⅳ期中表达阳性的有23例,阳性率为82.1%;其中在Ⅰ~Ⅱ期中MMP-9阳性表达有25例,阳性率为59.4%;在Ⅲ~Ⅳ期中表达阳性的有21例,阳性率为75%。结论:HMGB1与MMP-9在肺癌组织中具有较高的阳性表达率,考虑HMGB1与MMP-9可能共同参与了肺癌的进展过程。

动车组万向轴轴承润滑故障分析及轴承结构设计优化

针对动车组万向轴运用维护过程中出现的轴承润滑不良导致动平衡超标、传动系统异常振动问题,通过万向轴结构及轴承润滑原理分析、故障万向轴运用里程和季节分布、故障万向轴动平衡检测及轴承分解后状态检查、故障轴承油脂理化检测、润滑脂性能评估、万向轴运行工况及轴承运动学分析等手段,得出万向轴轴承润滑不良的原因并提出轴承结构优化方案,为提高动车组传动系统可靠性提出了建议和思路。

高速动车组传动系统异常振动问题研究

针对高速动车组出现的车辆异常振动问题,聚焦故障出现的位置,分析引起异常振动的因素。通过振动传递路径分析、车辆振动测试、振动数据处理及故障零部件分解检查,找到异常振动根本原因。因动车组牵引传动系统零部件出现缺陷,导致转向架在正常运行过程中出现异常振动,并通过悬挂系统传递到车体,引起车体异常抖动。

限制性液体复苏在胸腹联合伤致创伤失血性休克中的应用研究

目的探讨限制性液体复苏在胸腹联合伤致创伤失血性休克中的应用价值。方法按照随机数字法,将2018年1-12月该院收治的100例胸腹联合伤致创伤失血性休克患者分为限制组与常规组,每组50例。限制组实施限制性液体复苏,常规组实施常规液体复苏。分析液体复苏前及液体复苏2h后凝血酶原时间(PT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、血乳酸(BLA)、血红蛋白(Hb)、碱剩余(BE)、血小板(PLT)、氧输送(DO2)、氧消耗(VO2)、混合静脉血氧饱和度(SvO2)变化情况,比较患者存活率及急性呼吸窘迫综合征(ARDS)、多器官功能障碍综合征(MODS)、弥散性血管内凝血(DIC)发生情况。结果液体复苏2h后,所有患者PT、APTT、BLA水平均降低(P<0.05),Hb、BE、PLT、DO2、VO2、SvO2水平均增高(P<0.05)。液体复苏2h后,限制组PT、APTT、BLA水平低于常规组(P<0.05),Hb、BE、PLT、DO2、VO2、SvO2水平均高于常规组(P<0.05)。限制组患者存活率为92.0%,ARDS、MODS、DIC发生率分别为22.0%、20.0%、6.0%;常规组患者存活率为80.0%,ARDS、MODS、DIC发生率分别为36.0%、36.0%、22.0%。限制组患者存活率高于常规组(P<0.05),ARDS、MODS、DIC发生率低于常规组(P<0.05)。结论限制性液体复苏能够改善胸腹联合伤致创伤失血性休克患者凝血功能、器官血流灌注及氧代谢,提高患者存活率,降低并发症发生率。

血清降钙素原对创伤性骨折并发肺部感染的早期诊断价值探讨

目的探讨血清降钙素原对创伤性骨折并发肺部感染的早期诊断价值。方法选取2016年1月-2018年6月在本院治疗的创伤性骨折并发肺部感染患者160例,回顾160例患者的临床资料,使用NEWS评分评估患者病情,采集患者的血样,分析160例患者的血清降钙素原、超敏C-反应蛋白以及白细胞介素-6水平与患者预后的相关性。结果患者预后越差,三项指标水平越高(P<0.05)。患者危险程度越高,血清中的炎症因子水平越高(P<0.05)。从研究可以发现,患者NEWS评分与患者的血清降钙素原、超敏C-反应蛋白、白细胞介素-6水平呈正相关(P<0.05),与患者的预后呈正相关(P<0.05)。logistic回归分析显示,血清降钙素原与NEWS评分均是创伤性肋骨骨折患者的独立危险因素。结论血清降钙素原对创伤性骨折并发肺部感染的早期诊断具有一定价值,值得临床应用。

高速米轨动车组转向架牵引装置模式的研究

为保证米轨列车高速运行稳定性,转向架牵引装置对车辆的转动、轴载传递和附着利用率等指标起着至关重要的作用。文章通过对不同形式牵引装置的适应性选型分析,确定了在高速米轨动车组转向架上牵引装置的结构形式为“Z”型双拉杆牵引装置。同时,从车辆运行性能、结构强度和车辆动力学性能三方面进行了综合验证,结果表明基于“Z”型双拉杆牵引形式,车辆的轴重转移系数为0.313;黏着系数为0.156。通过强度分析计算可知,中心销、牵引梁和牵引拉杆的最大von Mises应力均满足标准要求。依据EN 13749标准制定的疲劳载荷工况,满足Goodman-Smith疲劳极限图。中心销的一阶模态为836 Hz;牵引梁的一阶模态为564 Hz;牵引拉杆的一阶模态为636 Hz。装用该牵引装置动车组车辆的稳定性、平稳性、舒适度和曲线通过安全性均满足标准要求。

Plasmonic Bloch Oscillations and Resonant Zener Tunneling in Subwavelength Metal-Dielectric-Air Waveguide Superlattices

In this paper,we study the propagation properties of surface plasmon polaritons in plasmonic single-cavity superlattices and two-cavity superlattices which are composed of two kinds of alternately stacked subwavelength metal-dielectric-air waveguides with large dispersion.Theoretical predictions of plasmonic time-resolved Bloch oscillations existing in single-cavity superlat-tices and resonant Zener tunneling（ZT） occurring in two-cavity superlattices by the transfer matrix method（TMM） are well dem-onstrated by the numerical simulations on the propagation of SPPs pulse in the two kinds of superlattices by the finite-difference time-domain（FDTD） method.The two proposed superlattices can be conveniently fabricated by present nanotechnology,and the study may promote the realization of plasmonic BO and resonant ZT in nanoscale devices experimentally.

高速动车组构架载荷分类验证研究

深入研究高速动车组转向架构架基本力系构成对建立完备的构架载荷谱具有更为契合其机理及应用的重要意义,能够更为有效、安全地表征构架服役过程中的损伤。通过高精度解耦技术制作完成测力构架,高度模拟构架"在位状态"的自由度状况与载荷作用方式,对构架进行准静态标定。基于长期跟踪试验同步获得我国主要干线的构架载荷、应力历程。在分析转向架运动模式和承载功能的基础上,以平衡状态为目标提取所有载荷,构建构架17种准平衡力系。基于实测载荷,分析构架疲劳控制部位应力响应的时域和频域特征,结合同步获得的车辆运行状态信号,验证提出的基础载荷平衡力系可以全面反映线路运行工况下的疲劳损伤。通过时域Pearson相关系数及频域功率谱、相干性结果验证基础载荷系符合构架关键区域的时频信息特征。通过单一载荷所产生的损伤占比从损伤的角度对构架的基本载荷系进行完整性确认。该研究结果对建立高速列车转向架构架载荷谱具有重要意义。