铁路桥梁横向振动加速度测试与分析中的技术问题

加速度测试必须采取技术措施保证数据采集不混叠,采样频率的设置必须能够满足幅值精度的要求。提出了仪器的选型、使用中应注意的问题,对数字滤波过程中可能出现的偏差进行了初步探讨。

考虑实测横向振动加速度的倾覆临界风速的评定

由日本铁路综合技术研究所(RTRI)的详细方程得出的倾覆临界风速往往低于经验估算速度,因为它假定了最坏情况的叠加。为了提高评定的准确性,以前的研究主要集中于对计算结果影响最大的气动力的评定,而对横向振动惯性力进行的研究很少。因此,为评定反映实际情况的倾覆临界风速,根据横向振动加速度实测值对评定方法进行了检查。

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。

动车组异常振动区段钢轨打磨整治策略及应用效果

针对某高速铁路区段出现的动车组异常振动情况,开展异常振动区段钢轨状态测试及轮轨匹配分析,利用动力学仿真方法,分析了实测轮轨匹配关系下动车组抖车原因,制定钢轨整治策略,评估打磨效果。结果表明:抖车区段钢轨廓形存在不同程度正偏差,光带宽度普遍在35 mm以上;实测轮轨型面匹配的等效锥度偏大,转向架横向加速度出现5~10 Hz的频率特征,极易激起车体弹性振动,出现抖车现象;以设计廓形为目标廓形,采用对称和非对称2种打磨模式,对抖车区段钢轨廓形进行打磨整治后,未再出现抖车情况,钢轨廓形满足打磨验收要求,钢轨光带控制在20~30 mm范围,实测轮轨匹配等效锥度降至0.2以下。

横风下车体横向振动对车辆倾覆影响的研究

利用数值仿真方法研究了车辆横向振动加速度振幅、频率对横风条件下车辆倾覆性能的影响,通过与线路运行试验测得的数据进行对比,验证了振动加速度最大值修正方法的正确性。

折叠突变的列车脱轨理论研究与仿真

随着轨道交通的发展,列车成为出行货运的重要交通工具,所以找到有效的评价列车脱轨的方法成为研究重点。本文研究了直线道路上列车行驶过程的状态突变现象。将突变理论运用到列车脱轨研究分析中,基于初等突变理论里的折叠突变,考虑列车横向振动加速度以及重心偏转角对列车脱轨的影响,建立列车脱轨事故折叠突变模型。对直线上行驶的列车临近脱轨时受力分析,依据弹性势能不变值原理以及泰勒展开式,推导出列车脱轨事故的折叠突变势函数方程,通过分析突变模型的平衡曲线以及分叉集,给出了列车运行时脱轨的危险区。应用Simpack软件建立车辆轨道模型,施加不同类型的路面激励谱,将仿真结果与突变模型中的平衡曲线和分叉集进行分析对比,得到:当列车运行导致横向振动加速度由平衡曲线下半支跃升到上半支时,脱轨系数增大,列车脱轨风险增大。最终得到基于折叠突变理论的新的列车脱轨评价方法。

轨道局部指数衰减型动态不平顺对机车动力学响应影响

基于车辆系统动力学理论,通过MATLAB软件模拟局部指数衰减型动态不平顺作为外部激扰输入,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,分析了不同行车速度下不平顺的幅值对机车的轮轨动力响应的影响规律。分析结果表明:该局部激扰会使机车轮轴横向力、轮重减载率、横向振动加速度3个指标发生较大恶化;轮重减载率和轮轴横向力会出现同步的同频率同幅值的发散收敛;不平顺幅值的增加或者行车速度的增加都会不同程度地加剧3个指标的恶化。

侧风下车体横向振动对倾覆影响的基础研究

RTRI详细方程式是对侧风下铁道车辆倾覆进行静态分析的一种方法,它用静力替代车体的惯性振动力。然而,由于车体的横向振动是一种动态现象,横向振动对倾覆的影响很可能取决于振动振幅和振动频率。为此,用数值模拟检测了横向振动与轮载变化之间的关系。通过将其与线路运行试验所得数据相比,验证了模拟结果的有效性。