减振器特性参数对高速动车组临界速度的影响研究

为得到油压减振器特性参数对高速动车组临界速度和轮轨磨耗的影响,以CRH380B型动车组为实例,基于车辆动力学理论,采用动力学仿真软件SIMPACK建立动力学模型,对二系横向减振器、抗蛇行减振器的橡胶节点刚度和阻尼特性进行研究。结果表明:抗蛇行减振器橡胶节点刚度最优值在10~12 MN/m范围内,当节点刚度小于此范围时,临界速度显著下降,轮轨磨耗功率缓慢增加;节点刚度大于此范围时,临界速度缓慢下降,但磨耗功率急剧增加。二系横向减振器橡胶节点刚度对临界速度和轮轨磨耗的影响较小,其最优取值为4.25 MN/m。抗蛇行减振器和二系横向减振器阻尼特性对临界速度和轮轨磨耗均有一定影响。

基于车辆横向运动稳定性的车轮磨耗寿命预测

为预测车轮磨耗寿命,使用综合车辆多体系统动力学模型、轮轨非赫兹滚动接触模型和材料摩擦磨损模型的车轮磨耗计算模型,分析计算车辆不同运行里程情况下车轮型面的磨耗分布情况,并研究车轮磨耗对车辆横向运动稳定性的影响,然后据此提出预测车轮型面磨耗寿命的判断条件。研究结果表明,车轮的磨耗体积和车轮名义滚动圆处的磨耗深度随车辆的运行里程基本呈线性增长,且第1位轮对车轮的磨耗体积和磨耗深度大于第2位轮对。随着车轮磨耗的增加,车辆的临界速度逐渐减小,当车辆运行里程达到30×104km后,车辆的临界速度迅速下降,运行里程超过33×104km后,计算得到的车辆临界速度将低于车辆运营允许的临界速度。为保证车辆的安全运营,在车辆运行达到一定里程后需要对车轮进行镟修。

CRH_2-300型动车组车轮型面的多目标优化研究

采用ADAMS/Rail软件建立CRH2-300型动车组的动力学仿真模型,并采用京津城际铁路CRH2-300型动车组300km·h-1速度下的实测数据验证仿真模型的准确性;选择武广客运专线所占比例较大的前3位线路线型(直线线路及9 000和10 000m半径曲线线路)的实际参数建立2个线路模型;选择轮轨磨耗指数、临界速度和横向乘坐舒适性作为CRH2-300型动车组车轮型面优化的目标函数,以横向和垂向乘坐舒适性指标、一位轮对脱轨系数、轮轨最大接触应力、轮轨横向力、车轮表面疲劳因子和动车组临界速度应满足的工程应用条件为约束条件,建立CRH2-300型动车组车轮型面多目标优化设计的数学模型。结果表明:装配优化的型面车轮可使CRH2-300型动车组的临界速度较装配LMA型面车轮时提高23%,且轮轨磨耗指数降低18%。

客车车轮型面的多目标优化设计模型研究

分别以与轮轨磨耗指数、临界速度和轮轨横向力相关的3个函数为目标函数,以圆弧型车轮型面的圆弧半径和圆心坐标为设计变量,以Nadal脱轨系数最大值不超过GB 5599—85标准规定的1.0、轮轨最大接触应力不超过车轮材料剪切强度3倍和车轮滚动接触疲劳因子小于0的要求为约束条件,给出了铁路客车车轮型面的多目标优化模型。以欧洲ERRI 200 km.h-1标准客车为例,利用铁道车辆动力学仿真软件ADAMS.2005/Rail建立铁路客车动力学模型,并用给出的型面优化模型对其LMa车轮型面进行多目标优化设计,结果表明,踏面型面优化后的车辆临界速度提高约50%,车辆通过曲线时的轮轨磨耗指数下降约12%。

某型燃气轮机中央传动杆磨损故障分析

某型燃气轮机在试验过程中,多次发生中央传动杆磨损故障,严重影响了研制和试验工作的正常进行。通过对故障件进行磨损痕迹分析、传动杆临界转速分析及壁温测量试验,确定传动杆磨损的主要原因是传动杆临界转速靠近工作转速,工作时振动过大,从而引起了传动杆与外部套管磨损;提出了结构改进措施,经试验证明是有效的。

口环间隙对高温泵转子稳定性的影响

为改善高温泵转子的运行稳定性,对不同口环间隙的模型泵进行了数值模拟,分析了口环间隙对高温泵性能的影响规律,计算了不同口环间隙下的形变量和转子部件临界转速,通过谐响应分析研究口环间隙对叶轮位移-频率响应曲线的影响规律,确定发生共振的位移及频率。研究结果表明:当口环间隙从0.4 mm增加至1 mm,设计工况下,模型泵的扬程和效率下降了5.95%和6.26%;随着间隙的增大,口环处的形变量显著减小,当间隙为0.6 mm时,各工况下的最大形变量均小于0.5倍的口环间隙;考虑口环支撑效应后,转子的一阶临界转速增加了5.1%,二阶临界转速增加了5.97%,随着口环间隙的增大,转子的临界转速略有降低,叶轮的位移—频率响应幅值显著增加,当口环间隙从0.6 mm增大至0.8 mm时,叶轮的位移幅值增大了52.6%。

100t桥式起重机金属结构安全性评价

针对长期处于高温、高湿度、强腐蚀工作环境下的100 t重载行车的安全性问题,通过测量板厚、实际应力及刚度测试,并与有限元结果进行对比,分析整机的金属结构安全性,结合现场环境提出了整改方法,从而缓解结构的劣化过程,保障恶劣条件下大型设备安全。

车轮型面演变对高速列车动力学性能的影响

随着列车提速,车轮磨耗问题日益严重,车轮磨耗会影响列车动力学性能。基于FASTSIM算法,利用S1002CN和现场实测不同运行里程的车轮,建立高速列车动力学模型,研究车轮型面演变对列车动力学性能的影响。结果表明:车轮磨耗集中在踏面中部,S1002CN车轮对应车辆的临界速度达677km/h,而运行24万km后的车轮对应车辆的临界速度仅为260km/h;车辆安全性和平稳性指标均随着车轮磨耗而增加,磨耗初期增幅较大,磨耗后期指标保持平稳;车轮踏面中部在车轮运行12万km内为剧烈磨耗阶段,而轮缘则在车轮运行6万～18万km磨耗剧烈。

高速动车组车轮磨耗对轮轨接触关系及车辆动力学性能的影响

基于京沪高铁运营的某型动车组1号车8个车轮的64组车轮型面及构架和车体振动加速度在车轮1个镟修周期内的跟踪测试结果,建立并验证高速车辆动力学分析模型,研究实测型面车轮与实测廓形钢轨匹配时轮轨接触点分布、等效锥度曲线、轮轨接触带宽等轮轨非线性特征随车轮镟后运行里程的变化规律。采用非线性稳定性及蛇行失稳极限环分析方法,从蛇行失稳临界速度、极限环分岔形式和蛇行失稳频率的角度,研究车轮磨耗对车辆蛇行运动稳定性的影响规律。结果表明:车轮磨耗速率、等效锥度、轮轨接触带宽随车轮镟后运行里程的变化均呈现非线性变化规律;随着车轮镟后运行里程的增加,车辆蛇行临界速度总体呈现下降趋势;当LMB10型面车轮镟后运行里程达到14.7万km时,车辆蛇行失稳表现出超临界和亚临界失稳的组合特征,达到20.6万km时,等效锥度曲线呈现明显的负锥度特性,构架横向振动加速度、脱轨系数最大值较镟修周期中期略有增大,轮轨横向力较镟修周期中期明显增大,车辆的蛇行失稳极限环表现出典型的超临界分岔特征。

轮轨磨耗对地铁车辆非线性临界速度的影响研究

为分析车轮和钢轨磨耗对地铁车辆非线性临界速度的影响,在北京地铁6号线选取典型车辆和区段分别开展了车轮踏面外形和钢轨廓形测试,并在Simpack软件中建立地铁B型车拖车动力学仿真模型。研究结果表明:车轮磨耗存在偏磨现象,且轮缘磨耗严重;等效锥度与车轮磨耗正相关,随着车轮磨耗的增大而增大,与钢轨磨耗负相关,随着钢轨磨耗的增大而减小;等效锥度小于0.07时,车辆非线性临界速度随着等效锥度的增大而增大;等效锥度大于0.5时,车辆非线性临界速度随着等效锥度的增大而减小;等效锥度在0.08~0.12时,车辆的非线性临界速度最高,其稳定性裕度最大。

重载铁路曲线地段的轮轨接触分析

重载铁路小半径曲线地段钢轨侧磨问题突出,主要原因是车辆经过曲线时轮轨接触状态不良,出现轮缘贴靠钢轨的现象。利用UM软件建立C80货车的重车模型,采用Fastsim算法仿真计算得出了理想状态下曲线地段轮轨接触点的位置及轮缘贴靠钢轨时的临界速度,分析了曲线半径、外轨超高对临界速度的影响及外轨超高、轨距加宽对钢轨侧磨的磨耗功率的影响。研究结果表明:随着货车在曲线地段上运行速度的提高,前转向架导向轮首先发生轮缘贴靠,轮轨接触点主要分布在轨距角附近;发生轮缘贴靠的临界速度随着曲线半径和外轨超高的增大而增大;随着车速的提高,其他外轮也可能发生轮缘贴靠;曲线半径是影响轮缘贴靠临界速度的决定因素,曲线半径大于800 m时,常速运行的货车不会发生轮缘贴靠;曲线半径为300 m时,轨距加宽有利于降低钢轨侧磨的磨耗功率。

抗蛇行减振器参数对车辆临界速度的影响研究

研究了抗蛇行减振器等效刚度和卸荷特性对某型动车组车辆运行临界速度的影响规律,提出了该型动车组车辆抗蛇行减振器的参数方案,以提升车辆在全运行周期(不同车辆磨耗状态)的运行稳定性。研究结果表明,所选取的抗蛇行减振器参数可使不同踏面锥度下车辆的运行临界速度得到有效提升,特别地,当踏面锥度为0.5时,车辆运行临界速度较原参数工况提升96%,具有充足的稳定性裕量。