牵引及制动操纵对重载机车轮轨动力作用的影响

基于列车纵向动力学理论和车辆—轨道耦合动力学理论,建立考虑钩缓系统中车钩纵向、横向和垂向作用力的重载列车—轨道耦合动力学模型。以机车牵引万吨列车为考核工况,分析牵引和制动时机车的受力特点,研究牵引力、制动力及车钩力对机车运行性能的影响过程和影响程度,并对理论模型进行试验验证。结果表明:在牵引、电制动及紧急制动工况下,直线线路上机车的轮重分别较惰行工况降低了约13,7和4kN,单纯的牵引或制动力可降低轮轨横向蠕滑力,间接造成轮轨横向力的小幅增大,但轮轴横向力基本不变;车钩力可通过车钩摆角产生横向分量,并传递到轮轨界面,改变轮轴横向力的整体变化趋势;若车钩偏转3°,在电制动工况下,前部机车承受的压钩力较大,引起的轮轴横向力增幅达18kN,在紧急制动工况下,机车上的压钩力幅值小,引起的轮轴横向力在8kN以内。

机车－轨道耦合动力学理论及其应用

机车－轨道耦合动力学理论及其应用翟婉明（西南交通大学）提要：应用系统工程的思想，将机车系统与轨道系统作为一个整体大系统，提出了机车－轨道耦合动力学理论。文中建立了主要类型的机车－轨道统一模型；导出了弹性及刚性轴悬式电机驱动机车动力学微分方程；采用新型...

“天梭”号电力机车垂向动力作用分析

针对“天梭”号交流传动电力机车采用轮盘制动的转向架架承式悬挂方案簧下质量大的缺陷,运用机车车辆—轨道垂向动力作用仿真分析软件(VICT)进行了垂向动力作用分析,并与同等速度等级的既有机车垂向动力作用性能进行了对比分析,评估了该方案设计的合理性和可行性。

在滚动振动试验台上再现轨道实况的一种方法

本文论述了在机车车辆滚动振动试验台上，进行机车车辆整车动态模拟试验的原理及方法。在该试验台上能够再现轨道的横向和垂向随机不平顺，在实验室内真实地模拟了机车车辆线路运行的状态，为进行机车车辆试验研究提供了有效的手段。

重载机车车轮擦伤下的轮轨动态响应

车轮踏面擦伤会造成剧烈的轮轨冲击作用,加剧车辆和轨道结构部件的疲劳破坏。为揭示实际车轮擦伤状态下的重载机车-轨道耦合振动响应特征,基于车轮擦伤的现场实测数据,拟合出了车轮擦伤模型。采用重载机车-轨道耦合动力学模型,详细考虑了钢轨垫层与扣件弹条相互作用,分别从时域和频域角度仿真计算了机车车轮擦伤引起的轮轨动态响应。研究结果表明:实际车轮擦伤呈不对称的几何形状;车轮擦伤激起的冲击力对轨道部件影响较大;车轮擦伤可能引发钢轨与扣件系统的短暂分离。研究结果可为踏面损伤识别、轨道部件检修提供理论参考。

光流法在机车安全行驶中的应用

在基于路况视频的机车安全行驶中,依据轨道与信号灯的相对位置先验知识可缩小信号灯检测范围,提高信号灯检测的效率和可靠性,但在某些复杂光照条件下(尤其是夜间)因检测不到轨道而无法提供信号灯区域信息。针对此问题,提出一种基于光流的信号灯区域预测方法,首先在感兴趣区域中使用KLT算子提取强角点,并采用基于金字塔的Lucas-Kanade光流法计算强角点光流;然后根据全局光流信息判断机车转向状态;最后结合转向状态与先验知识估计出信号灯区域。此外,还提出了利用转向状态进行轨道跟踪检错的方法,该方法可及时发现轨道跟踪错误并唤醒系统进行轨道重定位。实验表明,该方法能有效预测信号灯区域,使信号灯检测实时性更高,抗干扰能力更强。

重载机车车轮磨耗演化对轮轨接触关系的影响

为掌握我国重载车轮型面演变及轮轨匹配特性,以南同蒲线运行某型和谐号六轴重载机车为例,进行车轮型面跟踪测试,在UM软件建立重载机车动力学模型,基于Kik-Piotrowsk算法和Archard磨耗模型,对该线路车轮磨耗演化仿真。验证模型准确性,进一步预测1个镟修周期车轮型面演化,分析轮轨匹配等效锥度规律。结果表明,仿真结果与实测结果贴近,平均磨耗速率相差较小;1~3位轮对在0~2万km等效锥度曲线、接触点分布变化显著,8~10万km后等效锥度曲线、接触点分布较为相似;磨耗后期1位轮对轮缘磨耗严重,但等效锥度向初始值靠近,约为0.121,2位轮对轮缘磨耗较轻,等效锥度较低,约为0.014。

铁路线路晃车的原因及防治措施

简述了铁路线路晃车的分类及其造成的危害,从管理和线路病害两个方面分析了造成线路晃车的原因,提出了有效预防线路晃车的关键是建立完善的线路质量监控机制,提高监控效率。

制动工况下多边形车轮对轮轨动态相互作用影响研究

车轮多边形是导致车辆和轨道系统异常振动的主要激励源,严重的车轮多边形将威胁车辆和轨道零部件的疲劳寿命。针对机车车辆系统异常振动问题,对存在多边形磨耗的车轮和机车振动特性进行了现场测试。测试结果表明,严重的高阶车轮多边形会导致机车轮对垂向和纵向剧烈振动。建立重载列车-轨道三维耦合系统动力学模型,研究不同制动工况和轮轨接触界面摩擦条件下多边形车轮对轮轨垂向和纵向动态相互作用的影响。研究结果表明,在重载列车制动过程中,车轮多边形不仅加剧了轮轨间垂向的冲击作用,还引发了显著的纵向轮轨相互作用;在轮轨低黏着接触状态下,严重的车轮多边形会加剧轮轨纵向动态相互作用以及接触面的磨耗和疲劳损伤。

复杂轮轨摩擦条件下的重载机车防滑控制研究

轮轨黏着利用对重载列车的牵引和制动至关重要,尤其是在轮轨低黏着接触条件下。为解决重载列车运行中受复杂轮轨摩擦条件以及牵引载荷等因素影响的轮轨黏着利用和防滑控制问题,建立重载列车-轨道耦合动力学模型,主要包括重载列车子模型、轨道子模型、轮轨动态相互作用模型和考虑最优轮轨黏着利用的防滑控制模型,基于该模型分析了复杂轮轨摩擦条件下重载机车的轮轨滚动接触特性,系统地对比分析不同防滑控制模型对机车轮轨黏着利用的影响。仿真结果表明,牵引工况下,轮轨摩擦条件对轮轨动态相互作用的影响显著;相比定蠕滑率阈值的防滑控制,采用最优控制阈值PID防滑控制策略能够提高轮轨黏着利用率。

考虑轨道弹性时机车轮对的纵向振动研究

在电机轴悬式机车-轨道垂向耦合动力学模型的基础上,考虑了机车的纵向运动自由度,通过对比牵引工况下考虑和不考虑轨道弹性时的轮轨作用力及轮对振动加速度,得到了轨道弹性变形对轮对轮轨切向力及其纵向振动的影响规律。研究结果表明,当轮轨界面无不平顺激扰时,考虑或忽略轨道结构的弹性对轮对牵引力的发挥及纵向振动影响不大;在不平顺激扰下,轨道结构参与轮轨间的耦合振动,由于轨道垂向的弹性及阻尼作用,轮轨垂向力特别是高频力得到缓冲及衰减,致使50Hz以上高频段的轮轨切向力及轮对纵向振动变的缓和,利于轮周牵引力的稳定发挥。总体上,分析模型中若不考虑轨道弹性会造成预测的轮轨切向力及轮对振动加速度偏大。