高速重载铁路货车轮轴智能检测系统的研究

针对铁路货车在高速重载行车状态下的轮轴智能检测和轴承故障难以诊断问题,研究设计了一种高速重载铁路货车轮轴智能检测系统。通过构建系统的软件和硬件结构模型,制定通信指令集的编码和解码规则,设计智能化指令调度策略,编写专家控制产生式规则。同时采用基于有限脉冲响应-经验模态分解(FIR-EMD)和改进支持向量机(SVM)的铁路轴承故障诊断方法,实现铁路轴承故障有效分类。提出一种高速重载轮轴检测领域中可编程的智能化测控方法,能够对现场设备的控制程序进行重构和功能扩展。实验测试及结果表明,该系统设备的设计满足铁路货车轮轴高速度、大重载、智能化检测的需求。

车轮硬度对重载铁路货车车轮磨耗的影响

为研究车轮硬度变化对铁道重载车轮磨耗的影响,分析降低车轮磨耗的低成本方式,建立了装配转K6转向架的C80货车的车辆-轨道耦合系统动力学模型,并基于CONTACT程序与Archard磨耗模型建立了车轮踏面磨耗的仿真模型。通过建立的仿真模型来预测重载铁路货车车轮硬度对车轮踏面磨耗深度和车轮踏面外形的影响,结果表明适当增加车轮硬度会有效减小车轮磨耗深度,因此适当提高车轮磨耗区域内的车轮硬度可以有效降低车轮踏面磨耗,提高车轮的使用寿命。

轮径差对铁路货车动力学性能的影响

铁路货车车轮受制动梁结构和实际环境因素等影响而产生轮径差,进而影响车辆运行性能。文中基于货车车轮磨耗调研结果设定实际轮径差工况,建立C70型货车动力学模型,仿真评估了轮径差对车辆平稳性、安全性和磨耗特性的影响规律。结果显示,轮径差对车辆横向平稳性、轮轨横向力、脱轨系数影响显著,但对垂向平稳性和轮重减载率影响小。横向平稳性随轮径差的增大先降低后提高,存在轮径差时重车工况下轮轴横向力增大约2倍,空、重车状态轮轨磨耗指数分别在2 mm和4 mm轮径差下增幅超过50%,建议以4 mm作为货车轮径差检修参考限度。

铁路货车车轮踏面伤损检测中剥离与擦伤定位方法

针对铁路货车车轮踏面伤损检测问题,设计铁路货车车轮踏面伤损动态检测系统,提出剥离和擦伤的定位方法。首先对车轮踏面图像进行平滑去噪;然后对图像进行基于平稳小波和Canny融合算法的边缘检测,并根据标准车轮的宽度确定踏面区域;最后,根据剥离和擦伤的不同特征,对剥离踏面区域图像进行基于分块思想和种子填充算法的剥离粗定位后,再进行基于Canny算法和跟踪法的剥离精定位,并给出基于踏面边缘线搜索的擦伤定位方法。实验结果表明:在铁路货车运行速度为0.5 km/h^10 km/h时,踏面剥离的定位准确率达到96.7%,定位精度达到3 mm;擦伤定位准确率达到97.8%;可满足现场动态检测的要求。

车轮状态变化对重载货车轮轨作用力影响

重载货车在实际的生产及服役条件下,轮轨之间的相互作用不仅受各种轨道不平顺激励的影响,也会受到车轮状态变化的激励作用。从车轮运行状态的角度研究重载货车轮轨间相互作用,分别以车轮磨耗前后踏面形状、车轮多边形化、车轮质量偏心和轮对结构变形四种车轮运行状态来模拟分析车轮各状态参数与轮轨垂向作用力的关系,并总结其影响规律。研究表明:车轮踏面形状主要影响轮轨接触斑面积以及接触应力分布,磨耗后车轮比新轮的接触应力分布范围更广泛;在不同速度下,车轮多边形化的波深、相位差及谐波阶数对轮轨垂向力产生不同程度的影响;车轮质量偏心对轮轨产生周期性垂向冲击,但振动幅度并不大;轮对挠度的动态变化对轮轨动态接触载荷影响比较显著,尤其是轮对结构弯曲振动加剧了轮轨垂向动作用力。

铁路重载货车车轮新材料的研制

针对重载车轮的损伤特点,研制了一种以C、Si为主要强化元素的铁素体-珠光体型车轮新材料,通过C、Si含量的合理配合,使车轮材料具备了高强度并保持了较高的韧性,同时具有合理的相变特性。装车运行试验表明,与目前常用的车轮材料相比,这种车轮材料的抗机械损伤性能和抗热损伤性能得到了较好的协调,更适合重载运输条件。

固液火箭发动机车轮形装药参数化设计与内弹道性能研究

装药设计和内弹道性能特性研究可为固液火箭发动机的设计和优化提供基础。建立了固液火箭发动机装药设计和内弹道计算的流程与方法,根据燃面退移规律,获得了车轮形装药燃烧面积、药柱通道面积等参数随燃去肉厚的变化关系。针对给定的设计指标及动力系统方案,开展了有中心孔车轮形、无中心孔车轮形、双D形及管形装药方案设计。计算结果表明:在相同的设计要求下,车轮形装药具有更大的燃烧面积、更高的装填分数及更小的药柱长径比;管形装药的氧燃比、燃烧室压强、推力等性能参数随时间变化更小;减小药柱外径可提高管形、双D形装药的装填分数,但同时会提高药柱的长径比。研究结果对车轮形装药固液火箭发动机内弹道特性及规律的认识可起到较好的支撑作用。

基于轮轨磨耗对30t轴重货车车轮踏面优化研究

通过对30t轴重铁路货车的仿真,对比分析车轮采用LM磨耗型踏面与75kg/m、60kg/m两种钢轨匹配后各磨耗评定指标,得出LM型踏面与75kg/m重型钢轨匹配时存在一定不适应的结论。为了满足我国大轴重铁路货车技术的发展需求,从减少轮轨磨耗考虑,设计出两种与75kg/m重型钢轨匹配性能更优的车轮踏面。基于FASTSIM算法和Archard磨耗模型,对30t轴重货车车轮磨耗进行仿真计算,并对比分析优化前后车轮踏面磨耗状态及相关指标。研究结果表明:两种优化型踏面与75kg/m钢轨匹配下的车轮磨耗程度均比LM型踏面车轮磨耗要小,而且随着运行里程的增加,这种趋势更加明显。

基于蠕滑机理的车轮磨耗模型分析

以C80型货车为例建立车辆动力学模型,利用FASTSI M算法计算出接触斑内蠕滑力的大小和分布,依据Pearce,Zobory,Jendel和Braghin 4种磨耗模型计算轴重、速度、曲线半径和车轮硬度对车轮踏面磨耗的影响程度。结果表明:轴重从21 t提高到25 t时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的5.05～4.22倍、Jendel模型的3.77～1.86倍、Braghin模型的15.29～12.35倍;运行速度从60 km.h-1提高到120 km.h-1时,由Pearce模型计算出的踏面磨耗率是Zobory模型的5.13～4.5倍、Jendel模型的3.46～1.4倍、Braghin模型的12.48～16.96倍;曲线半径从5 000 m减小到300 m时,由Pearce模型计算出的磨耗率是Zobory模型的6.06～4.2倍、Jendel模型的1.82～0.91倍、Braghin模型的23.97～13.0倍;直线上车轮磨耗主要发生在踏面接触区,焊接构架式转向架的最大磨耗深度是三大件式的6.4倍、径向式的14倍;曲线上车轮磨耗主要发生在轮缘接触区,焊接构架式转向架最大磨耗深度是三大件式的4.4～1.25倍、径向式的1 126～47.7倍。与试验结果比较表明,Jendel模型能够真实反映车轮踏面磨耗的机理。

车子的演进与传播——兼论中国古代马车的起源问题

根据考古学材料 ,最早的车子出现在公元前 40 0 0年代的两河流域以及中欧与东欧 ,其基本形式为四轮、独辕 ,车轮为实心。虽然车子出现时 ,马已经被人所驯养 ,但早期的马主要用来骑乘 ,而不是拉车 ,拉车的主要是牛。公元前 2 0 0 0年代后期出现了辐式车轮。进入公元前 2 0 0 0年 ,欧洲与西亚都出现了双轮马车。根据考古材料以及岩画上的图案 ,中国的马车应当是从西方传入的。马车的传播是古代中国吸收外来先进文化的一个实例。

30t轴重重载货车轮轨接触几何关系及动态匹配关系

针对我国30t轴重的重载货车及线路条件,以改善轮轨匹配特性为目的,对LM车轮踏面与不同类型钢轨匹配时的轮轨接触几何关系和轮轨动态相互作用进行了分析,并在此基础上研究了钢轨轨底坡对轮轨接触几何关系及车辆动态曲线通过性能的影响。研究结果表明:相对于CHN60和USA68钢轨,CHN75钢轨在轮对横移较小时可提供较低的等效锥度,轮对横移量超过4 mm后,等效锥度逐渐增大,能在保证车辆运动稳定性的同时利于其通过曲线线路,且采用CHN75钢轨可以降低轨道结构的受力。重载线路在使用CHN75钢轨,轨底坡设为1/40时,踏面等效锥度及货车曲线通过性能要优于1/20和1/30的轨底坡设置。

不同磨耗阶段轮轨型面匹配下重载货车的动态性能

应用轮轨型面测量仪在大秦重载线路上跟踪测量了不同磨耗阶段的轮轨型面,基于这些轮轨型面,应用多体动力学软件SIMPACK建立C80重载货车模型进行仿真计算,分析轮轨型面对重载货车动力学性能的影响.结果表明:在运行平稳性和稳定性方面,标准LM型车轮型面最佳,且随着车轮磨耗量的增加,平稳性和稳定性逐渐降低;在曲线通过性能方面,各个阶段的车轮型面都达到了评价标准,脱轨系数和轮重减载率都随着轮轨的磨耗而减小;轮轨横向力随着车轮的磨耗而逐渐减小;标准LM型和Ⅱ型车轮型面的磨耗功率较小,与磨耗稳定期钢轨相匹配能相对降低车轮的磨耗速率.

解读铁道行业标准《碳素钢铸钢车轮》

我国铁路货车用铸钢车轮标准TB/T 1013—2011《碳素钢铸钢车轮》修订自TB/T 1013—1999《碳素钢铸钢车轮技术条件》。介绍标准的修订背景、修订过程和修订内容。对标准中碳素钢铸钢车轮的钢牌号、化学成分、抗拉强度、硬度、冲击性能、显微组织、晶粒度、微观纯净度、探伤等检测指标和试验方法的验证和修订情况予以详细说明。

120km/h交流货运电力机车轮盘制动单元研制

介绍了用于 12 0km/h交流货运电力机车轮盘制动单元结构、作用性能 ,重点论述了轮盘制动单元研究、设计、试验等内容。

铁路货车车轮钢滚动接触疲劳性能评估

使用双盘对滚试验机测试了碳含量分别约0.60%、0.70%和0.75%货车车轮钢的滚动接触疲劳寿命,对比分析了三种车轮钢滚动接触疲劳性能的差异。研究结果表明,在轴重为40 t的模拟工况下,碳含量0.75%车轮钢的滚动接触疲劳性能优于碳含量0.60%和0.70%的车轮钢,碳含量0.60%的车轮钢试样发生表面塑性压溃。在轴重为30 t的模拟工况下,碳含量0.60%和0.70%车轮钢试样随均未发生塑性压溃现象,后者的接触疲劳寿命明显高于前者。通过试验结果和车轮实际使用情况可推测,碳含量0.60%的车轮钢适用于轴重低于25 t的货车,碳含量0.70%的车轮钢适用于轴重25～30 t的货车,碳含量0.75%的车轮钢适用于轴重高于30 t的货车。

货车车轮更换平台的设计与研究

货车车轮更换平台是一种实用新型产品,该平台关系到货车运输过程中的交通安全,越来越多的物流企业对车轮更换技术的研究有着浓厚的兴趣。文中针对货车车轮更换的关键技术进行设计研究,提出了一种货车车轮更换平台的设计方案,分析了车轮更换平台的结构组成及工作原理。

视觉注意离散性的实验范式

注意离散性是注意间歇性地采集外界信息的特性。文章综述了视觉注意离散性的4种实验范式:(1)车轮错觉范式,刺激强度大、实验条件少、被试任务量小,较早地证实了视觉注意的离散性;(2)视觉探测范式,同时观察了被试的行为表现与电生理信号,确定了视觉注意离散性与神经振荡的关联;(3)线索靶子范式和视觉搜索范式,通过系统地变化SOA大幅提高了行为数据的时间分辨率,直观地探测到注意离散性调制的行为振荡。

基于动态Nadal限度的重车重心限制高度

本文基于蠕滑力饱和达到库伦摩擦力的理论,推导考虑了冲角、轮轨蠕滑等因素的动态Nadal限度。以此限度作为车辆运行安全评判标准,研究我国铁路通用货车重车重心合理限制高度。SIMPACK仿真结果表明,在此限度下的重车重心高可达2 400mm,比现行的重车重心限制高度增加400mm。本方法在一定程度上减小了误判率,可为我国铁路通用货车重车重心高的确定及试验方法提供一定的参考。

铁路重载货车车轮轮径差状态下动力学表征研究

为研究铁路重载货车车轮轮径差状态下的动力学响应,进而为轮对车轮轮径差间接识别作基础支撑,建立了C80铁路重载货车动力学模型;根据国内相关动力学评价标准,计算车辆在车轮轮径差状态下的动力学性能,包括车辆蛇行临界速度、运行平稳性和安全性等;并对车辆进行现场试验验证。结果表明:车轮轮径差对车辆蛇行临界速度、运行平稳性和安全性均存在一定程度的影响;在5 mm同轴轮径差范围内,车辆各动力学指标均满足国家相关标准;车辆动力学响应与车轮轮径差存在一定程度的映射关系。

闸瓦制动力不均衡状态下重载货车轮轨动态特性研究

利用仿真软件UM建立了重载货车动力学模型,研究了闸瓦制动力不均衡状态下轮轨动态特性.以紧急制动工况为例,分别对一、二位轮对施加左、右轮不一致的闸瓦压力,得到了车辆直线运行时的轮对运行姿态和轮轨动态接触行为.研究结果表明,随着闸瓦压力的不均衡程度增加,轮对横移量会显著增大,并且不均衡闸瓦压力对一位轮对轮轨动态行为的影响要大于二位轮对,产生上述区别的主要原因是:蠕滑力引起的转向架总体摇头方向和受力轮对的摇头方向是否一致.进而考虑轮、瓦摩擦制动力矩的影响,发现在闸瓦压力较小时,制动力矩对轮对横移量和摇头角会产生一定影响,但就整体趋势而言,不均衡闸瓦压力的影响更为显著.