现代有轨电车小半径曲线轮轨关系改善及噪声控制

以某市有轨电车项目为依托,研究分析典型小半径曲线的轮轨噪声特性和发生机理,通过钢轨打磨改善轮轨关系;研究弹性车轮、轮缘润滑、轨道润滑轮轨曲线对于噪声控制的影响规律。研究表明列车通过曲线半径时,弹性车轮产生的轮轨噪声明显低于传统车轮;轮缘润滑可在有轨电车小半径曲线地段广泛使用;通过测试发现在轮轨之间加入轨顶摩擦改进剂,可使摩擦系数控制在恒定合理范围内,从而降低轮轨间蠕变,有效降低噪声。

嵌入式轨道钢轨焊接不平顺安全限值研究

为调查嵌入式轨道的槽型轨焊接不平顺的安全控制限值及焊接不平顺现代对有轨电车及嵌入式轨道动力作用的影响,建立现代有轨电车/嵌入式轨道耦合动力学模型。计算模型中,现代有轨电车简化为多刚体动力系统,嵌入式槽型轨被视为连续弹性支承基础上的Timoshenko梁,整体道床用三维实体有限元单元模拟,钢轨填充材料用三维粘弹性弹簧-阻尼单元模拟,嵌入式道床板底部的致密混凝土底座及路基简化为等效的弹簧-阻尼单元。基于动力学仿真计算,以GB5599-1985规定的车辆动力学性能指标为评定准则,对槽型轨焊接不平顺的安全限值进行详细分析。计算结果表明,对于短波波长小于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.2 mm;对于短波波长大于0.2 m的焊接不平顺,1 m范围内槽型轨轨顶面容差的建议控制限值为0.3 mm。

我国现代有轨电车轨道系统技术发展的思考

阐述了我国现代有轨电车轨道技术发展趋势,提出了我国有轨电车系统钢轨、扣件、道岔、减振及维修等关键技术的发展建议:研发优质高强耐磨槽型轨,建立槽型轨技术标准;选择合适的扣件形式;采用优质合金道岔,推广岔区无缝化技术;道床结构充分考虑景观、环境、排水要求;重视杂散电流防护及轨道减振降噪;研发钢轨损伤的在线焊修及打磨技术等。

槽型轨道清洁车行进速度和滚刷转速关系研究

针对现代有轨电车轨道清洁的需求、国内外清洁车发展现状以及槽型轨的特殊结构,介绍一款多功能槽型轨道清洁车,简要介绍清洁车的结构组成和工作原理。建立清洁车行进速度和滚刷最小转速的数学模型,并通过虚拟样机的方法,以块状颗粒模拟污物,对3种清洁车行进速度和其相应的最小滚刷转速,进行滚刷对污物的清扫仿真实验,并分析滚刷转速和清洁车行进速度2个因子的影响。实验证明,使用该数学模型可以使滚刷转速和清洁车行进速度相匹配,当清洁车行进速度在14~30 km/h,滚刷转速n在100 r/min以上时,颗粒抛射高度较高,对槽型轨清洁效果较好。

现代有轨电车线路轨地过渡电阻测试方法

为了给有轨电车轨道新线路的电阻特性验收评估及后续电腐蚀检测提供有效的测试方法,对杂散电流和过渡电阻之间的关系进行了理论分析,推导并建立了轨地过渡电阻数学分析模型。结合有轨电车线路的铺设特点,对欧洲标准EN 50122-2进行优化,得到适合现场实施的轨地过渡电阻接线原理图,组建了用于工程测试的检测系统,并进行了线路应用。现场测试结果表明,所建立的分析模型正确,测试原理、测试设备系统匹配合理。这为轨道交通轨地过渡电阻研究提供了可行的工程测试方法。

现代有轨电车轨距检测小车结构设计与研究

当前,市场上缺少针对现代有轨电车槽型轨轨距的检测设备,基于激光三角测量原理提出并设计一种现代有轨电车槽型轨轨距检测小车结构。为了保证推行过程中结构的稳定性和设备的灵活性,车体设计为左右对称结构并设有路轨转换结构;然后,利用Ansys Workbench软件对结构进行静力学分析与拓扑优化分析。静力学结果分析表明:车架的最大形变量为0.799 mm,最大应力26.7 MPa,完全满足使用要求。最后,以检测梁材料的质量为优化目标对结构进行拓扑优化。结果表明:去除检测梁左右两端的部分结构,并且在中间的侧面与底面设计减重孔能够将检测梁减重34.2%,减重优化方案效果良好。轨距检测小车结构设计方案合理,对现代有轨电车槽型轨轨距检测设备的设计具有一定参考价值。

普通轨与槽型轨对现代有轨电车小半径曲线通过能力的影响

为研究不同类型钢轨上有轨电车的小半径曲线通过能力,基于多体动力学理论,建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型。在模型中考虑CHN60钢轨与60R2槽型轨的影响,并依据规范设置了3条小半径曲线线路,最后以车辆脱轨系数和轮重减载率为评价指标,对有轨电车小半径曲线通过能力进行评价分析。结果表明:两种钢轨上的有轨电车非线性临界速度均能满足车辆运行要求,且运行在CHN60轨上的车辆具有更好的非线性运动稳定性;在小半径曲线线路上运行时,60R2槽型轨上的车辆具有更好的稳定性,且槽型轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。

现代有轨电车线路轨底坡对槽型轨磨耗的影响

建立了槽型轨磨耗预测模型,包括考虑了独立旋转车轮的现代有轨电车车辆-轨道耦合动力学计算模型、基于槽型轨多点接触特性的轮轨接触模型以及Archard材料磨耗模型.通过与相关文献结果的对比验证了模型的有效性,并采用该模型分析了轨底坡对现代有轨电车通过小半径曲线轨道时槽型轨磨耗的影响.结果表明:轨底坡为1/60和1/20时,内外侧槽型轨轨面及轨距角位置磨耗相对集中,在X=18 mm附近位置钢轨磨耗影响较轻;相对钢轨磨耗量而言,设置轨底坡为1/20有利于减轻钢轨磨耗.

现代有轨电车线路扣件系统模态与钢轨波磨关系研究

为了预防有轨电车扣件系统中弹条断裂病害的发生,对现代有轨电车钢轨-扣件系统进行有限元模型建立,并在考虑弹条正常安装状态预应力的基础上,对不同轨下垫板刚度的扣件系统进行模态分析,利用统计方法研究了列车速度、波磨波长、弹条模态及轨下垫板刚度之间的相关关系,结果表明:弹条小圆弧处断裂与其中高阶模态有关,大圆弧处断裂与其中低阶模态有关,现代有轨电车系统的列车通过频率主要分布于500 Hz以下频段;随着轨下垫板刚度增加,弹条模态固有频率提高,受轨下垫板刚度影响较大的弹条模态固有频率的频段为196.64 Hz~258.31 Hz、630.16 Hz~673.51 Hz;在列车车速(30 km/h~70 km/h)和钢轨波磨波长(25 mm~80 mm)等概率分布的条件下,3种典型弹条断裂形式出现的概率分别为3.5%、36.3%、25.9%,改变车速及波长范围即可进行指定线路的弹条断裂形式概率分析,从而有针对地进行养护维修、伤损检测计划的安排。

现代有轨电车槽型钢轨型面优化分析

建立了现代有轨电车槽型钢轨磨耗预测模型,充分地考虑了独立旋转车轮的轮轨耦合效应,与相关文献结果对比验证了模型的有效性,并对现代有轨电车钢轨磨耗特征进行分析。建立了基于增广高斯径向基函数(AGRPF)钢轨优化模型,并采用序列二次规划法(SQP)和多目标优化原理对该模型进行求解。结果表明:钢轨外轨发生磨耗位置在轨距角Y=30 mm部分,内轨发生磨耗位置在轨顶和护轨部分;钢轨优化型面相比初始型面优化效果在15%~30%,可以有效减轻钢轨磨耗尤其侧磨、增大轮轨接触面积和减小轮轨接触应力。研究结果可为有轨电车钢轨选型与维护提供有益参考。

储能式现代有轨电车受电系统的研究与设计

随着储能式轨道交通车辆的研究与应用,受电系统作为储能式车辆的重要组成部分,其合理设计非常重要。文章对受电系统进行了介绍,轨道车辆重点对受电器与供电轨及受电器与回流轨的匹配分析过程进行了详细论述,为储能式轨道车辆交通的受电系统设计提供参考。

现代有轨电车槽型轨道除污装置设计研究

现代有轨电车普遍采用槽型轨,为研究其清洁装置,设计了一种针对槽型轨内粘附性较强污物的松动机构,利用ADAMS进行动力学仿真,使轨道清洁的过程可视化。针对3种运动情况下不同刚度的扭转弹簧进行模拟和动力学分析,将扭转弹簧的刚度离散化的分成10个梯度,分析了机构运动和污物松动的过程,确定了最佳扭转弹簧刚度和对应工作转矩,为设计出符合运动要求的扭转弹簧提供依据。结果表明:使用该方法优化设计的机构,能够满足工作要求,有效松动清洁槽型轨。

现代有轨电车小号码道岔弹性可弯尖轨的研制

简述了现代有轨电车50 kg/m钢轨3号单开道岔尖轨的研制思路,在小号码道岔中首次采用了弹性可弯尖轨,并进行了转换力计算和实物测试,满足电务转换设计要求。经上道验证,尖轨使用效果良好。

现代有轨电车小半径曲线桥上梁轨相互作用分析

为了解现代有轨电车小半径曲线高架桥上无缝线路梁轨相互作用规律,以某(35+40+40+35)m曲线连续梁桥为背景进行研究。采用ANSYS软件建立曲线桥上梁轨相互作用空间计算模型,基于曲线桥上梁轨相互作用原理,分析伸缩、制动、挠曲及断轨工况下曲线半径对梁轨相互作用的影响。研究结果表明:对于曲线桥上无缝线路,纵、横向梁轨相互作用是相互耦合的,伸缩工况计算中须考虑引起钢轨温度力的轨温;相比于制动、挠曲工况,伸缩与断轨工况受曲线半径影响更为显著,线路纵、横向梁轨相互作用与曲线半径分别正、负相关,但当曲线半径增加至600 m,表征梁轨相互作用的钢轨轴向力及桥墩受力趋于稳定;曲线桥梁的受力设计须考虑曲线影响,但钢轨强度检算中可采用“以直代曲”的简化计算方法。

基于接触网技术的现代城市有轨电车景观研究

从接触网技术的角度着手,在满足接触网系统功能的前提下,通过将上下行接触网并联,选择合适的接触网悬挂方式、隔离开关位置、电缆敷设方式、新型下锚装置和下锚支柱形式,以及合理选用接触网支柱结构、形式、颜色、材质等措施,提出改善现代城市有轨电车景观的建议。

现代有轨电车槽型轨铝热焊接技术与应用

以沈阳市浑南新区现代有轨电车工程为例,研究针对槽型钢轨所采用的铝热焊接技术。由于槽型钢轨轨头存在凹槽,与常用钢轨差别较大,以往没有成熟的槽型钢轨焊接方法。根据59R2槽型钢轨的断面特点,设计了一个与凹槽相吻合的砂块,将该砂块填充在槽型钢轨的凹槽内,并开发了相应的砂型结构,从而解决了采用铝热焊接方法焊接槽型钢轨时凹槽焊接难以处理、焊接后打磨不易的难题。通过试验,测试59R2槽型钢轨铝热焊接头静弯强度、疲劳性能、硬度、金相组织等指标;测试结果表明,这些测试指标均能满足技术要求。实践证明,槽型钢轨铝热焊接技术应用于沈阳现代有轨电车轨道焊接,施工速度快,焊接接头质量可靠。

现代有轨电车噪声机理及减振降噪技术

简述了我国现阶段现代有轨电车的噪声限值要求,以测试数据给出了典型现代有轨电车的噪声水平现状,系统分析了现代有轨电车的声源分布和噪声产生机理。针对现代有轨电车噪声特性及其产生机理,提出了车内外噪声控制的关键技术。研究结果表明:轮轨噪声是现代有轨电车的主导声源,通过弹性车轮和嵌入式轨道结构实现轮轨噪声声源控制,通过风挡隔声控制和结构传声路径控制实现车内噪声控制是有轨电车减振降噪的关键技术所在。

基于力学计算的现代有轨电车轨道轨腰包裹柔性材料结构设计

现代有轨电车在开通运营数月后,道口段的轨旁沥青经常由于社会车辆反复碾压而开裂损坏。其主要原因之一为钢轨包裹材料中的轨腰护块自身强度不足,不能为道路沥青提供足够的支撑。而轨腰护块的强度很大程度上取决于它的结构。选取了轨腰护块结构的影响因素,如壁厚、肋板间隔等,通过改变影响因素的取值建立不同的轨腰护块模型,并计算在一定受力情况下各轨腰护块的竖向变形量。最终给出轨腰护块结构影响因素的取值建议。

现代有轨电车三开组合道岔技术的研究

国内首次自主研发的三开组合道岔结构复杂,制造加工难度大,可实现两条横向与两条纵向并行线路之间的分别连接及转向,是轨道交叉口迫切需求的一种道岔形式,其应用前景极其广泛。道岔整体平面布置依照轨道走向需求进行设计,相邻道岔中心的合理间距为6.05 m,在满足机车安全有效运行和道岔结构完整可靠的同时,使得道岔的整体长度达到最小,可最大限度地节省道岔占地空间,提高场地的利用率。道岔结构采用模块化设计,包含4组转辙器、16颗合金钢辙叉及多种零配件,分为第1转辙器区、第2转辙器区、复合辙叉区、中间菱形区、尾部菱形区等5部分。

现代有轨电车6 号单开新型道岔设计

为满足现代有轨电车正线道岔的实际需求,提出一种新型的有轨电车60R2槽型钢轨6号单开道岔结构,通过科学设计与理论检算方法分析6号单开新型道岔的平面线型、转辙器结构及辙叉及护轨结构的可靠性、安全性和养护维修的方便性。研究结果表明:在道岔转辙器设计时,引入“直+曲”组合尖轨线型和采用弹性可弯结构可消除跟端活接头结构的调道病害和道岔的不平顺性;采用合金钢尖轨的跟端固定结构能很好的限制尖轨水平、垂直、纵向等运动;采用上下层焊接的深浅槽式合金钢组合辙叉结构,能延长辙叉服役寿命,提高现代有轨电车侧向通过交叉渡线的安全性。