高速铁路动车组构架横向加速度报警整治

高速铁路动车组构架横向加速度报警严重危及行车安全,报警后必须及时查明报警原因,并进行整治。以沪昆高铁浙江段(K180+000~K429+200区间)为研究对象,对动车组构架横向加速度报警问题进行了调研和分析,提出了动车组构架横向加速度报警的整治方法,为今后高速铁路同类型病害整治提供借鉴。

频变阻尼减振器对机车横向动力学性能的影响研究

轮轨车辆在轮轨接触等效锥度较小时,容易发生车体蛇行失稳;随着车轮发生磨耗,等效锥度过大又会引起转向架蛇行失稳。为提高车辆蛇行稳定性对车轮踏面处于不同磨耗阶段的适应性,提出采用频变阻尼减振器(FSD)来同时提高车体和转向架蛇行稳定性。文中介绍了FSD减振器的频变原理,通过Simulink和Simpack软件分别搭建减振器数学模型和机车动力学模型,研究频变阻尼抗蛇行和二系横向减振器对车体和构架横向加速度的影响。仿真结果表明:相比于常规的抗蛇行和二系横向减振器,频变阻尼抗蛇行和二系横向减振器均能提高机车蛇行稳定性对等效锥度的适应性。其中,频变阻尼抗蛇行减振器的改善效果更加显著,低锥度工况下车体横向加速度及高锥度工况下构架横向加速度峰值较常规减振器可以降低40%以上。

钢轨廓形偏差对动车组构架横向振动的影响

基于实测高速铁路轮轨型面数据,分析不同偏差的钢轨廓形分别与新车轮、磨耗车轮匹配时的轮轨匹配状态,通过动力学仿真对比了不同轮轨型面匹配条件下动车组构架横向振动加速度时频特性。结果表明,不同轮轨型面匹配条件下的名义等效锥度随负偏差减小而增大,随正偏差增大而增大;不同偏差钢轨廓形对应轮轨接触点分布与现场钢轨光带分布特征对应,负偏差钢轨廓形对应轮轨接触范围相对集中,正偏差钢轨廓形对应的轮轨接触范围相对分散;钢轨廓形偏差由-0.4 mm到+0.8 mm,构架横向振动加速度呈现明显增大趋势,较大正偏差钢轨廓形与磨耗车轮匹配时构架横向振动幅值和振动剧烈程度明显增大,正偏差增大可能引起构架蛇行失稳,出现8~10 Hz的抖车频率特征;构架横向振动加速度随车速提高而增大;较大负偏差钢轨廓形与新车轮匹配时,车速提高将增大构架1.5 Hz低频振动幅值,加剧构架横向振动,增加车辆低频失稳风险。

高速铁路轮轨匹配存在问题及对策

对我国高速铁路因轮轨匹配问题而导致轮轨接触位置不良、动车组构架横向加速度超限报警、动车组异常抖动、钢轨波磨、道岔直尖轨非工作边疲劳裂纹等的具体成因进行研究,并主要从轮轨接触关系、等效锥度、轮轨匹配、钢轨打磨、道岔直尖轨处理等方面提出对应的解决方案。结果表明:车轮型面与60钢轨廓形不匹配导致了轮轨接触位置不良,采用60N钢轨可使轮轨的接触位置居中;按设计的钢轨廓形或60N钢轨廓形进行钢轨打磨,可以有效降低轮轨的等效锥度,从而抑制动车组异常抖动和构架横向加速度超限;采用GMC96—B型和GMC96—X型钢轨打磨车打磨产生的钢轨周期性磨痕波深较大时,容易发展成钢轨波磨,而采用大机打磨可有效治理钢轨波磨;道岔直尖轨非工作边因未倒棱且长期承受应力集中作用是造成其产生疲劳裂纹的根本原因,可采用倒圆和组合断面轨面修型处理,有效控制直尖轨非工作边的疲劳伤损。

个性化钢轨廓形打磨对动车组动力学特性的影响研究

以一高速铁路车辆构架横向加速度报警区间作为研究对象,分析以不同方式打磨钢轨前后轮轨接触几何特性,并建立车辆-轨道-路基刚柔耦合动力学模型分析动车组动力学特性,分析现场实测的动车组打磨前后车体横向加速度变化规律。结果表明:相较于传统廓形打磨,个性化钢轨廓形打磨后轮轨接触等效锥度改善更为明显,个性化廓形打磨后钢轨与全新车轮、磨耗车轮轮轨接触最大横向力、最大磨耗功及最大脱轨系数均显著减小;个性化廓形打磨后列车转向架构架、车体最大横向加速度均显著降低,列车运行安全性及稳定性得到较好改善;相较于传统廓形打磨,个性化廓形打磨后现场添乘列车尾车最大横向加速度及动检车最大横向加速度较打磨前减小更为明显。