CRH_(3C)型动车组薄轮缘车轮外形设计与运用

对京津城际铁路CRH3C型动车组车轮磨耗、车辆振动性能进行长期跟踪试验研究。研究发现部分动车组车轮镟修后车体横向失稳,而镟修后车轮外形等效锥度过小是车体失稳的主要原因。通过理论分析与试验研究,确定新的系列薄轮缘车轮形面设计原则为:提高轮轨等效锥度;统一轮缘高度;高次曲线连接轮缘根部与踏面外形。通过仿真计算、试镟修与线路运用考核薄轮缘车轮外形。仿真计算和线路测试结果表明:京津城际铁路CRH3C型动车组车轮采用该系列薄轮缘外形镟修后,轮轨等效锥度为0.17,动车组车体失稳现象消失,构架稳定性和运行平稳性均满足标准要求,直径镟修量控制在2mm以内。

动车组车轮踏面凹形磨耗发展规律及其对车辆稳定性的影响

分析了某型动车组运行过程中发生的异常抖车现象。掌握了镟修周期内车轮型面磨耗特征和轮轨接触关系的演变规律。提出了车轮等效斜度与踏面凹形磨耗之间的估算关系式。通过建立刚柔耦合车辆动力学模型研究了车轮踏面凹形磨耗发展对车辆稳定性的影响。结果表明,随着列车车轮踏面凹形磨耗的增加,使得车轮与钢轨接触的范围变窄,容易发生接触点跳跃现象;同时,车轮踏面等效斜度也会增大,车辆的临界速度会显著下降,使列车运行的稳定性降低。因此,当线路存在较大的激扰时,较大等效斜度工况下的车辆就可能发生车体的异常振动。通过对车轮踏面进行镟修来改善轮轨匹配关系,可解决动车组异常振动的问题。

车轮踏面凹形磨耗对轮轨相互作用的影响研究

为了研究踏面凹形磨耗车轮的动力学行为,改进Kik-Piotrowski方法提出一种可考虑轮对摇头和轮轨多点接触的非Hertz接触模型,结合车辆—轨道耦合动力学理论计算具有实测踏面凹形磨耗车轮的CRH2高速动车组在钢轨上运行时的轮轨动态相互作用行为。计算结果表明,改进的Kik-Piotrowski方法可以很好地模拟磨耗车轮与钢轨的多点接触和非Hertz接触行为,轮轨法向力、轮轨蠕滑力以及接触斑形状都与CONTACT计算结果比较接近。对于踏面凹形磨耗的车轮,接触区域分布在车轮磨耗边缘的两个孤立位置,当接触斑从一个区域向另一区域转换时存在瞬时的两点接触。由于两点接触的过渡,接触区域在两个位置转换时造成的冲击效应并不明显。与无磨耗车轮的动力学响应对比,该类车轮踏面凹形磨耗对轮轨力的影响从总体上来说不大,对轮轨横向力的影响略大于对轮轨垂向力的影响,磨耗会增加轮轨垂向力和轮轨横向力的高频成分。

ST_2型踏面车轮在DF_(11)型机车上的应用

根据轮轨几何的理论分析 ,ST2 型踏面轮对与 6 0kg/m轨相匹配 ,它的等效斜度λe 在横向位移yw=1～ 7mm时是 0 1,而yw>7mm时λe=0 3。这一特性表明 ,ST2 型踏面车轮不但具有好的曲线减磨效果 ,并且能以较高速度在直线上平稳运行 ,适合于提速机车的运行要求。上海机务段自 1999年 3月开始至今 ,已在沪宁、沪蚌线运行的 4 7台DF11型机车上先后装用ST2 型磨耗形踏面车轮 ,用以牵引快速列车 ,机车振动情况正常。为了实际测定DF11型机车装用ST2 型踏面车轮的振动性能 ,经用英国生产的MKⅡA型测振仪在司机室中央地板处测得它的横向振动平衡性指标W2 ,在 90～ 14 0km/h范围内 ,处于优良及合格水平。理论和实践均证明 ,ST2 型踏面车轮 ,用于14 0km/h的提速机车上是合适的 (由于运转时分限制 ,测试的最大速度为 14 0km/h)。值得指出的是 ,采用ST2 型踏面车轮牵引快速列车 ,有减缓车轮踏面剥离及轮缘磨耗的好处 ,而踏面剥离及轮缘过早磨耗正是提速机车落轮修的主要原因。