动车轮对的高级检修及其项目管理

本文阐述了动车轮高级检修项目的新思路,探讨出一套规范的检修生产流程,提升关键工序质量控制水平,提高市场竞争能力,快速响应市场需求,实现精益化生产和柔性化制造,为我国高铁的健康发展助力。

考虑个体差异的车轮二元相关退化可靠性分析

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,通过随机化尺度参数表征车轮个体差异,采用Gamma过程和Copula函数建立二元相关退化模型,并根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion, AIC)筛选Copula函数,得到可靠度解析式。基于某型动车组车轮实测磨耗数据,对车轮进行可靠性分析,同时通过车辆动力学模型进行仿真验证。结果显示:考虑二元相关时的可靠性结果比仅考虑一元退化更贴近车辆实际运行情况;根据动力学仿真结果体现了考虑个体差异的必要性,表明所提模型能够更准确地表征车轮退化过程,可为可靠性分析以及维修决策优化提供理论支撑。

动车与拖车ER8钢车轮轮毂表面的微动损伤行为

以在我国西北风沙环境下运行1.73×10^(6)km的动车组动车和拖车ER8钢车轮轮毂为研究对象,通过硬度测试、表面和截面损伤形貌观察等方法,分析了动车和拖车车轮轮毂表面的微动损伤行为。结果表明:动车车轮轮毂表面平均硬度约为335 HV,硬化层深度约为300μm,最大塑性变形层厚度约为29μm,均大于拖车车轮轮毂(310 HV,250μm,25μm);拖车车轮轮毂表面损伤以相互交错的浅犁沟为主,同时存在较多连片的剥落坑和疲劳裂纹,并发生氧化磨损,截面损伤以剥落为主,部分区域还存在小角度的长裂纹;动车车轮轮毂表面损伤主要为方向一致的深犁沟和少量大剥落坑,表面疲劳裂纹较少,截面损伤以小角度长裂纹为主,部分区域表层存在沿塑性变形线向内部扩展的裂纹。

基于有限元-边界元法的不同辐板型式车轮振动声辐射分析

为了深入研究车轮辐板外形变化对车轮振动声辐射噪声的影响,利用有限元计算方法进行直辐板和曲辐板两种类型车轮的模态计算及谐响应分析,再采用声学边界元软件建立边界元模型,进而计算得出不同辐板外形车轮受单位的法向力作用时的声辐射功率。通过计算发现直辐板车轮比曲辐板车轮噪声水平更低,合理的车轮截面形状能够显著降低车轮振动声辐射噪声。通过某型车拖车车轮声辐射计算结果与实验室试验结果的对比,结果表明车轮在各频率下最大噪声值误差约为3%、模态密集区域的主要频率最大误差在2%以内,仿真结果较为准确。

工艺因素和组织对高速动车车轮断裂韧性的影响

针对欧洲高速动车使用的DB920车轮进行了工艺实验和实验室实验。结果表明,DB920车轮轮辋部位组织主要为少量铁素体和细珠光体,当组织中的铁素体比例较高且呈网状分布时,在进行断裂韧性评价实验时易出现撕裂状断口,在撕裂带侧面有大量韧窝,断裂韧性值(KQ)较高;相反,当铁素体比例较低时,断面相对平整,断裂方式以沿晶断裂和解理断裂为主,断裂韧性较差。组织分析和有限元模拟分析结果表明:喷水冷却时,轮辋处的冷却速度自踏面向内不断降低,冷速越慢,相变后生成铁素体比例就越高,断裂韧性也就越好。结合连续冷却实验的结果估算,对此成分车轮钢而言,当冷速大于1℃/s时,相变后不能获得足够的铁素体以保证此区域的断裂韧性。

快捷货车转向架降低车轮动荷解决方案

根据160 km/h快捷货运及其客货混用需求,制订了降低车轮动荷解决方案。若改进货车转向架提速运用,则存在车轮动荷问题。基于单轮对的单振子机理模型仿真表明:轴箱悬挂干摩擦对车体簧上质量沉浮运动模态形成了结构阻尼约束。而基于单转向架的半车简化模型仿真研究发现:无论轴箱悬挂采用干摩擦或油压黏性减振技术,形成二系橡胶悬挂应当作为其主要适用条件之一。为了避免形成垂向振动传递机制,快捷货车转向架两级悬挂应具有其特殊性,即二系悬挂垂向刚度远大于一系悬挂的,且必须具有适当的比例阻尼。鉴于高速磨耗问题,快捷货车转向架设计需应用类比法,合理选配轴箱悬挂垂向减振器,以预防空车轴箱悬挂形成相位滞后非线性的负面影响。

R9E动车轮E级热处理工艺试验及应用

根据BS 5 892— 1992标准中R9E动车轮E级热处理的要求 ,研究了加热温度、加热时间、冷却介质等对动车轮整体力学性能的影响。通过工艺试验 ,确定了动车轮E级热处理工艺规程 ,满足了BS 5 892— 1992标准的要求。

农用轮式车辆车轮动载荷的计算与试验研究

利用在车轮圆周方向添加作用元件,在弹性缓冲系统中应用确定的垂直载荷,得到单个车轮在不均匀路面作用下的两种数学模型,即车轮与路面点接触模型和车轮与路面分布接触模型。利用这两种数学模型,研究了前后轮驱动车辆在高度1.81m的直线丘陵路面上行驶时车轮动载荷的计算结果,得出了必须应用分布接触模型才能使计算结果和试验结果很好吻合的结论。

动车组车轮流场数值模拟分析

基于Realizable k-epsilon的分离涡湍流模型,研究在固定地面、滑移地面和轮转兼滑移地面3种情况下,动车组车轮气动性能,对比分析这3种边界条件对车轮数值模拟的影响。研究结果表明:与固定地面情况相比,计算得到的列车总阻力在滑移地面兼车轮转条件下增加了约29.3%,滑移地面条件下增加了约2.76%;轮转兼滑移地面情况下得到的气动升力与力矩绝对值均大于其他2种情况下的;滑移地面和固定地面条件下,车轮周围流场结构相似,尾涡主要从车轮两侧分离并向后发展、脱落,2种情况下车轮表面和后部区域压力分布规律相似;轮转边界条件下,车轮旋转带动车轮后部气流上扬,流速加快,该条件下车轮周围涡量主要从顶部分离并向后发展,影响了车轮表面和后部区域压力分布。

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.

动车组车轮疲劳性能估算研究

以某型动车组广泛使用的ER8C车轮为例,采用车轮辐板光滑试样测试常温以及-20℃,-40℃低温下车轮材料的疲劳极限,并定量分析尺寸系数和表面加工系数对车轮疲劳性能的影响。其中,在计算尺寸系数时基于车轮辐板厚度方向与其光滑试样径向受力状态相似的特点,取车轮疲劳强度最薄弱部位的辐板厚度为截面特征尺寸;在计算表面加工系数时基于Frost裂纹试样疲劳极限理论,不考虑表层应力状态对车轮疲劳性能的影响,仅考虑表面加工粗糙度对疲劳性能的影响。在此基础上,可估算出99%可靠度以及常温、低温条件下动车组车轮的疲劳极限。考虑到车轮钢与风电塔筒、轮毂等都属于碳素钢材料体系,借鉴风电行业广泛使用的结构寿命评估国际标准,可得到动车组车轮的应力—寿命曲线。

一种用于动车车轮缺陷自动检测的超声波探头机构

针对目前动车车轮缺陷所采用的传统超声波检测技术普遍存在检测盲区以及自动检测接触面耦合效果不佳等问题,提出了一种全新的并联被动式自耦合多晶片探头机构,不仅能有效消除检测盲区,而且能保证自动检测时超声波探头与动车车轮检测面的实时良好耦合;根据实际检测时的探头的工作情况设计了探头机构的基本结构,并利用基于方位特征集的拓扑结构理论求解了机构的自由度;分析了该机构用作自动检测时的运动学性能,并据此利用相关软件对机构参数进行数值模拟,得到了机构用作自动检测时的工作空间,为全面实施动车车轮缺陷的自动超声波检测奠定了理论基础。

动车组车轮高阶不圆度成因分析

为了研究造成动车组车轮高阶不圆度的原因,本文从镟修工艺与列车行走两个角度,利用大量列车运行与维护的历史数据,通过数据挖掘手段,针对动车轮高阶多边形出现的规律做研究,以指导动车使用方更合理的安排轮对运营和检修工作。本文从大数据分析的角度,从轮对位置、行驶里程、动车速度、运行交路等多方面进行关联分析。

高速铁路动车组车轮磨耗及表面状态跟踪对比研究

为对比研究我国高速铁路动车组车轮材料的抗磨耗、抗滚动接触疲劳等服役性能的差异,选取了安装有ER8、ER8C和SSWQ3R三种材质车轮的运营动车组,开展了近40万km的车轮服役跟踪试验,对车轮踏面硬度、廓形和表面状态进行了现场测试和对比分析。结果表明:ER8和ER8C车轮主要接触区域中心(即名义滚动圆基点)硬度值较低,两侧硬度值较高,而SSWQ3R车轮踏面硬度分布较为均匀;跟踪动车组车轮的磨耗普遍呈现出凹磨特征,ER8、ER8C和SSWQ3R车轮的踏面磨耗速率分别为0.037、0.031、0.019 mm/万km;ER8和ER8C车轮踏面观察到了疲劳裂纹和剥离伤损,而SSWQ3R车轮表面状态光洁良好。较高硬度的车材质表现出了更好的抗磨耗和抗滚动接触疲劳性能。因此,建议在我国高速动车组车轮的研发和选用中适当提高车轮材质的硬度指标要求。

动车组车轮高阶多边形数据挖掘预测模型分析

为了探索动车组车轮高阶不圆度出现的规律,本文利用120辆列车运行与维护的历史数据,通过数据挖掘手段,以每节车厢为研究对象,利用决策树算法对高阶多边形的发生建立预测模型,以指导动车使用方更合理地安排轮对运营和检修工作。

基于Unity3D移动教学探究——车轮进动演示仪

国际远程教育权威基根博士在《学习的明天:从E-Learning到M-learning》一书中预言:"从E-Learning和移动电话技术相结合产生的M-learning(移动教育)将为我们展现学习的未来".本文以Unity3D为技术平台,分析其作为开发平台的优势,并将车轮进动演示仪作为实例探究移动学习的意义.

动车组车轮踏面损伤行为及规律研究

踏面损伤是动车组车轮最常见的失效形式,对动车组运行稳定性以及运营成本具有重要影响,对铁路典型踏面损伤行为及规律进行研究。梳理了3种典型踏面损伤行为,亚表面夹杂物损伤、踏面磕碰损伤和棘轮效应引起的损伤,针对3种典型踏面损伤,分析了断口特征、损伤形式和失效机理,提出了动车组踏面损伤的影响因素和改进方案。研究成果将对现有动车组车轮检修和车轮抗损伤性能改进起到参考作用。

ER8车轮车削加工表面完整性研究

研究了不同车削加工参数对ER8车轮表面完整性的影响,采用X射线残余应力仪、材料硬度仪、扫描电子显微镜以及三维表面轮廓仪测量了不同切削速度、切削深度和进给量条件下的车轮幅板表面残余应力、表面及剖面纵深硬度、表面形貌及粗糙度。试验结果表明:进给量从0.8mm/r增加至1.0mm/r,再增加至1.5mm/r的情况下,残余应力提升了16.15%和19.17%,表面粗糙度增长了52.9%和118.76%。不同车削加工参数对表面硬度、剖面纵深硬度影响不大。适当减小进给速度可提升车轮表面的粗糙度水平,降低车轮表面的粗糙度和残余应力,使车轮的表面完整性更好。

基于车轮强度快速评价系统的动车组车轮强度评估

在动车组车轮设计优化过程中,往往需要反复对车轮进行强度评价。为了提高车轮设计及优化效率,采用Matlab、APDL和C^#3种语言混合编程的方式开发了一套基于参数化建模的车轮强度快速评价系统,该系统能够自动进行车轮参数化建模以及强度评估。利用该系统,对动车组全磨耗车轮进行了强度计算,计算考虑了最大过盈量及离心力的影响,并对15.45t和16t两种不同轴重的车轮进行静强度及疲劳强度评估。结果表明,车轮轴重增加后载荷有所增加,车轮静强度最小安全系数、车轮辐板疲劳强度最小安全系数有所减小。因此在车轮设计过程中应将轴重控制在一定范围内。

动车组车轮的制造工艺与质量控制

介绍了动车组车轮的质量标准、工艺设计与优化,以及钢坯冶炼和热处理工艺方法。研制的动车组车轮具有内部质量好、实物力学性能高的优点,从而确保了产品的安全可靠性。从产品工艺设计、过程控制、质量体系等方面保证标动车轮质量稳定性。