地铁钢轨波浪形磨耗的研究分析

在我国许多城市的地铁建设中,急需减缓既有线钢轨波浪形磨耗的方法,并要避免这种磨耗在新建线路中再次出现。通过对近几年相关资料的总结,分析钢轨波磨领域的研究现状,介绍当前在波磨研究方法、分类特征等方面的各种观点,重点讨论波磨的形成机理、影响因素和减缓措施,以期为地铁钢轨波磨的研究和减缓提供技术参考。

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗特征分析

钢轨的波浪形磨耗已成为城市轨道交通钢轨伤损的主要形式之一。基于对上海轨道交通1号线钢轨波浪形磨耗的连续布点观测,采用频谱分析方法提取波浪形磨耗的波长,并对波深进行统计与分析,初步了解了上海轨道交通钢轨波浪形磨耗的一些基本特征,为进一步研究城市轨道交通钢轨波浪形磨耗生成机理及防治措施提供了依据。

国外城市轨道交通钢轨波浪形磨耗病害研究及治理

目前我国地铁线路与世界其他国家一样,面临着钢轨波浪形磨耗问题的严峻挑战。近几十年来,国外对城市轨道交通钢轨波浪形磨耗问题进行了大量调研、观测,及理论、试验研究,在治理钢轨波浪形磨耗的措施上也取得了一定的成效。对国外城市轨道交通钢轨的波浪形磨耗状况、成因、影响因素及治理措施等的研究进行了总结和分析,并提出了应对我国地铁钢轨波浪形磨耗问题的建议。

钢轨波浪形磨耗形成机理及减缓措施研究

钢轨波浪形磨耗是世界铁路近百年来致力解决的极其复杂的问题。本文根据轮对与轨道系统的弹性振动使轮轨间产生的粘着振动（或粘－滑振动）是钢轨波浪形磨耗形成的基本机理的观点，建立了柔性轮对与柔性轨道系统横向与垂向耦合的非线性动力学模型，对轮轨间的磨耗功响应进行了模拟研究，并在１：５和１：１滚动试验台及现场行车上进行了试验研究，研究结果表明上述观点是成立的。本研究还提出了能有效控制钢轨波浪形磨耗的一些建议。

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗检测仿真研究

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用SIMPACK多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明:利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用SIMPACK仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.

波浪形磨耗对重载钢轨安定性及轮轨接触力的影响

用MATLAB/Simulink建立机车与货车振动模型,研究波浪形磨耗对轨道安定性的影响,对不同形式的波浪形磨耗进行了研究。并提出缓解波浪形磨耗的措施。

地铁轨道波浪形磨耗检测系统研究

钢轨波浪形磨耗(简称"波磨"),已经成为地铁轨道损伤的主要形式之一。在了解国内外各种检测方法的基础上,采用惯性基准法,设计地铁轨道波磨在线检测系统。基于SIMPACK仿真软件,模拟地铁车辆在波磨轨道上的运行状态,采集轴箱加速度,计算出轨道波磨,对该系统进行理论指导、验证。

轮轨中低频相互作用与钢轨波浪形磨耗

针对钢轨波浪形磨耗，建立了一个具有弹性轮对与弹性轨道的转向架－轨道系统，在中低频率范围内空间耦合（三维）非线性动力学模型。对典型的钢轨接头冲击下轮轨中低频相互作用模式进行了模拟计算分析。结果表明，轮轨垂向冲击可激起轮轨间横向与纵向的相对振动，从而导致轮轨磨耗数以较高频率变化，使钢轨产生波浪形磨耗。随着运行速度的增加，会激起轮对与轨道系统更高阶振型的振动，使钢轨产生短波的波浪形磨耗。本文的轮轨中低频动力学模型及其计算机程序可用于任意不平顺条件下轮／轨系统中低频范围的相互作用（轮轨垂向、横向与纵向力等）的模拟计算，为深入分析轮轨损伤问题提供了一个有效的手段。

四梅线钢轨波浪形磨耗的成因及减缓措施

几乎所有的铁路线路上都不同程度地发生过波浪形磨耗(简称波磨)。随着行车速度和轴重的增加,钢轨出现波磨的现象更加频繁。因此波磨已成为世界上各国铁路所关注的一个难题。本文通过对钢轨波磨的成因及影响因素的分析,提出了钢轨波磨的预防及减缓措施。

波浪形磨耗测量方法研究

通过对角度编码器采集的信号进行处理,利用测量小车的传递函数计算得到了轨道磨损的外形。该移动式测量方法与现有的固定式测量方法相比可测量更长范围内的钢轨;与移动式加速度传感器测量方法相比,剔除了移动速度对测量结果的影响。

城市轨道交通波浪形磨耗检测打磨一体系统的测量方法研究

为了满足在有限天窗时间内完成对城市轨道交通波浪形磨耗检测和打磨的要求,本文主要研究适用于检测打磨一体系统的测量方法。基于传统检测方法的不足,提出一种新颖的激光三角测量法,并从理论角度对其检测精度和误差敏感性进行研究。本文搭建了SIMPACK与MATLAB联合仿真平台,对激光三角测量法在真实工况下的检测进行仿真,验证了其可行性。通过与传统弦测法的对比,验证了激光三角测量法具有较高的实时性,其检测精度满足检测要求。

波浪型磨耗形成机理分析

波浪磨损的成因及发展学术界迄今仍未能提出一种被广泛认同的理论来解释,其研究工作尚在进行中。本文通过化繁为简理解轮轨系统并综合考虑波磨出现的特点,并对比有砟轨道和无砟轨道的不同而定性分析了波磨产生原因与机理,并分析指出了进一步控制波磨产生的减振措施的研究方向。

波浪形磨耗对地铁列车的运行性能的影响

波浪形磨耗是影响列车运行性能的一个重要因素,波磨会加剧轮轨之间的相互作用,降低车轮、钢轨的寿命,控制好列车通过带有波磨曲线线路时的速度,不仅使城轨列车的运营安全得到的保证,还能大幅增加钢轨、列车零部件的寿命,减少轨道维修支出。文章综合分析车辆以不同速度通过带有波磨曲线时的性能,阐述了波磨、车速、曲线半径等因素对车辆动力学性能和车辆运行平稳性的影响。

轮轨异常磨耗成因分析

南京地铁1号线开通初期轮轨出现异常磨耗。为此,对轮轨产生异常磨耗的原因进行初步分析,并提出初步预防、整治建议。

基于磨耗定量的地铁曲线钢轨波磨发展机理研究

对地铁小半径曲线上波浪形磨耗的形成发展机理进行了研究,基于粘滑振动是地铁小半径曲线波磨形成的原因,分析了波磨形成之后的发展机理,提出初始波磨的高点与低点处的磨耗量差异是波磨不断加深发展的原因。为此建立了一个波磨计算模型来基于磨耗定量验证。基于轮轨动力学及轮轨滚动接触分析,结合Archard材料磨损理论建立了钢轨磨耗量的计算模型,并利用Matlab/Simulink建立了相关模型。结果显示,波磨发展过程中,由于粘滑振动的影响,在初始波磨的凸起处磨耗量小,低凹处磨耗量大,使得波磨呈现出波长固定而波深不断增加的钢轨型面特征。

基于波磨磨耗定量的地铁小半径曲线轮轨仿真

针对地铁小半径曲线上普遍存在的钢轨波磨问题,基于轮轨间粘滑振动导致波磨形成的机理,利用MATLAB/Simulink建立了一个集轮轨耦合动力学、轮轨滚动接触力学模型以及Archard材料磨损模型为一体的单轮对轮轨曲线通过仿真模型进行研究。仿真结果表明,曲线半径越大,钢轨波浪型磨耗越不易产生。该结果与实际小半径曲线上波磨频发相符合,证明了该模型的正确性。最后,利用该模型进一步分析了车辆载重与曲线超高对波磨的影响。

基于粒子概率神经网络算法的钢轨波磨识别

针对地铁钢轨波磨问题,采用粒子群优化算法对概率神经网络进行优化,提出粒子概率神经网络(PPNN)算法.使用PPNN算法在一定数值范围内对概率神经网络的平滑因子进行随机初始化,为了保证算法的全局搜索能力和计算效率,选用凹函数递减惯性权值实现平滑因子的更新迭代,得出分类准确率最高的平滑因子最优解.为了说明PPNN算法的有效性,对钢轨粗糙度以及车内噪声进行现场测试,提取与钢轨波磨相关的车内噪声特征,分析该算法的种群规模和进化次数对波磨识别准确率的影响,对比不同智能分类算法的识别效果.结果表明:与地铁钢轨波磨相关的车内噪声特征为315、400、500、630、800、1000 Hz中心频率处的A计权声压级;相比于决策树、高斯朴素贝叶斯、支持向量机、K近邻等主流智能分类算法,PPNN算法具有显著的优势,其波磨识别准确率达到98.582%.

便携式钢轨波磨自动化检测系统研究

针对钢轨存在的波浪形磨耗问题,基于弦测法开发一种自动化检测系统,系统采用激光位移传感器,以STM32嵌入式系统芯片为核心控制器,通过图形用户接口STemWin、文件系统FATfs等嵌入式软件资源,可以实现数据实时采集、显示、保存和传输。经试验验证检测系统结果具有良好的重复性和稳定性,精度达到0.01mm。