碳纤维复合材料在轨道交通车辆转向架上的应用

介绍了碳纤维复合材料在轨道交通领域的应用现状,分析了碳纤维复合材料的轻质高强、可靠性高、耐腐蚀、抗疲劳等性能特点,针对碳纤维复合材料转向架的整体化制造、大型模具工装制造及变形控制技术等关键技术,阐述了技术难点和解决措施。论证了碳纤维复合材料转向架技术应用的可行性。

新型250km/h城际动车组转向架设计和验证

介绍速度等级为250km/h,轴重为17t的新型城际动车组转向架的研制,转向架型号CW280。转向架研发过程中充分考虑了城际动车组运行特点及要求,借鉴了技术引进300km/h欧系动车组转向架的成熟结构,对驱动装置等关键零部件选型进行了充分的论证说明。经过30万km运用考核和线路跟踪测试,证明该转向架能够满足城际动车组的运用要求。

基于整车稳定性态的自适应高速转向架动态设计

自适应高速转向架动态设计以整车稳定性态分析图引领转向架参数优配,能够彻底消除“一次蛇行”或其他类似现象,并以十分充裕的安全稳定裕度兼顾轮对自稳定性和回转阻力矩有效性。为了满足正则摄动问题的运动一致性或模型有效性的前提条件,整车稳定软件分析流程严格遵循设计模态分析规则。为了避免正则摄动转变为奇异摄动,利用拓扑关系图不断对仿真模型进行精细化处理,并采用基于2阶差分技术的Newmark算法提高计算效率。通过两个应用案例对自适应快速/高速转向架的综合评估表明,新车状态下车体摇头轻微晃动有助于车轮踏面形成均匀磨耗,前后电机组合弹性架悬更有利于降低蛇行参振质量。

基于CATIA CAA软件平台的高速列车转向架三维骨架设计

随着高速列车的多样化发展,需要调整转向架结构以适应新的需求。基于自顶向下的设计思想,针对如何实现转向架参数变更的有效合理传递问题,提出了一种高速列车转向架三维骨架设计方法,以解决零部件之间的参数变更影响。首先,分析现有高速列车转向架的功能模块变更;然后在CATIACAA软件平台上以顶层基本骨架(TBS)为设计核心,建立三维参数化骨架模型;最后以某轴箱弹簧参数化设计为例,验证了设计方法的可行性和骨架模型的正确性。

跨坐式单轨转向架水平轮轴承损伤分析及解决方案

为研究跨坐式单轨转向架水平轮小轴承损伤问题,对小轴承损伤形式及损伤规律进行分析和统计。通过对水平轮设计结构、轴承运用工况、润滑脂润滑特性及轴承安装游隙等影响因素的分析,确定了小轴承损坏的根本原因是轴承润滑不良,直接原因是滚子打滑,同时针对轴承损伤原因提出3点解决方案,并对采取新方案的小轴承进行装车试验。试验结果表明:新方案可有效降低小轴承损伤风险,延长小轴承使用寿命,值得在跨坐式单轨转向架水平轮中推广应用。

209P型转向架轴箱弹簧快速更换方案研究

针对209P型转向架提出了一种简单、快速、可行的轴箱弹簧更换方案。有限元计算结果和试验结果均表明,文章提出的快速更换轴箱弹簧方案合理可行,具有推广价值。

轨道交通车辆抗侧滚结构形式的选型分析

介绍了抗侧滚刚度对轨道交通车辆性能的影响。通过对车辆的控制方式、抵抗侧风能力、动力学性能和柔度系数4个方面的分析研究来确定轨道交通车辆的抗侧滚结构形式,为车辆抗侧滚结构形式的选择提供了理论依据。研究表明:当车辆采用两点控制时必须设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力;当车辆采用四点控制时可考虑增大空气弹簧的跨距和设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力。

某型轨道车辆轮缘异常磨耗问题研究

针对某出口项目铁路客车车轮轮缘磨耗偏快与车轮使用寿命缩短的问题,从车辆悬挂参数、线路状态、轮轨匹配3方面进行了分析和验证,确定了轮缘异常磨耗的原因,提出一种优化的车轮踏面外形方案,计算结果表明可降低轮缘磨耗约35%~44%,提出了减缓轮缘异常磨耗的建议。

高速动车组踏面清扫控制系统设计

高速动车组普遍配置踏面清扫装置,用于改善车轮踏面状态。施加踏面清扫力时对踏面上的异物进行清除,对踏面微小机械损伤进行修复,提升轮轨黏着系数,降低列车冲击、振动,抑制车轮转动噪声。文章从踏面清扫装置的功能需求出发,系统介绍了踏面清扫装置的组成和工作原理,重点阐述了踏面清扫信号设计、控制逻辑、手动测试、远程切除、故障诊断和信息显示等一整套控制系统解决方案。控制逻辑基于列车速度、制动指令、滑行、空转、线路条件和时间等参数设计,可根据工程实际需求进行参数优化;手动测试和远程切除功能大大简化了踏面清扫日常功能测试和故障应急处置工作;故障诊断功能可实时监测系统状态并进行故障诊断,实现故障信息、状态信息可视化显示,并将信息推送至健康预测管理系统(PHM)地面终端。该方案提升了踏面清扫功能的有效性和可靠性,提高了控制系统的智能化水平,便于踏面清扫装置实现健康预测管理和状态修。

高速列车轮轨接触几何参数对轮轨磨耗的影响研究

为研究高速列车轮轨接触几何参数对轮轨磨耗的影响,选取修正的Elkins磨耗指数方法计算轮轨间的磨耗指数,采用ANSYS和SIMPACK联合仿真的方法,将轮对、转向架构架和车体逐步进行弹性化处理,建立全弹性的车辆系统动力学模型,基于此模型进行数值计算,从时域、有效值、最大值3个方面,结合速度因素,分析摩擦系数、轮对内侧距和轨底坡对轮轨磨耗的影响。结果表明,在相同速度下,摩擦系数越小,轮轨磨耗越严重,随着摩擦系数的增大,轮轨磨耗趋于平稳;随着轮对内侧距的增大,磨耗指数整体呈增大趋势,但轮对内侧距对轮轨磨耗的影响较小;当轨底坡的值取为1/40～1/20时,轮轨磨耗较小;在相同轮轨接触几何参数下,列车运行速度的提高加剧了轮轨间的磨耗。

高速列车车轮非圆化与振动噪声关系跟踪试验研究

选定某型号新运营的高速列车进行长期跟踪试验,研究不同运行时期内,车轮非圆化与振动噪声的发展变化规律及两者间的相互影响关系。研究发现:现有的车轮镟修加工手段,不能完全消除车轮非圆化磨耗的再次形成和发展,镟修后车轮会继承部分或者全部镟修前的非圆化特性;部分初始无高阶非圆化特性的车轮,镟修后至列车再运行一定里程时会出现车轮高阶非圆化特征,同时期的振动噪声频谱会对高阶非圆化阶次所在的频率有所反映。在考虑车轮镟修及车辆固有特性两种因素下,分析了车轮高阶非圆化的可能成因,并提出了缓解车轮高阶非圆化、降低车内振动噪声的方法。

高速动车组轴箱轴承温升故障分析

针对高速动车组轴箱轴承在夏季运营时部分车辆轴箱轴承出现超过温度限值的现象,从轴承的设计制造、轴承装配状态、轴承润滑状态、新旧牌号油脂对比试验及线路试验等方面进行了调查分析,结果显示:轴承油脂的性能可能是导致轴承温升故障的主要因素,采用新牌号油脂能够降低轴承温度约5~10℃,表现出降低轴承温升故障的潜力。

1050车轮钢组织和力学性能各向异性的研究

研究了1050车轮钢组织和力学性能的各向异性,在经热处理后的1050钢冷轧棒材上并与轧制方向成0°、30°、45°3个不同方向取标准圆棒拉伸试样,在室温条件下进行拉伸试验,在0°、15°、30°、45°4个不同方向取标准Charpy-U型冲击试样进行冲击试验,并观察断口形貌。结果表明:随着与轧制方向角度的增加,试样显微组织的均匀性逐渐变差;拉伸性能随着试样与轧制方向角度的增加而降低,其中屈服应力与抗拉强度下降比例分别为10.3%、7.4%,断口都是韧性断裂;冲击韧性随着试样与轧制方向角度的增加而降低,冲击吸收功下降的比例为27%。随着与轧制方向角度的增加,1050车轮钢的强度、塑性与韧性逐渐降低,综合力学性能降低,会导致车轮承受多向应力时失圆并出现偏轴磨损现象,加速车轮的磨损失效。

动车组车轮多边形机理分析

介绍了高速动车组车轮多边形的形成机理以及与转向架结构之间的关系。转向架一系悬挂和定位结构不同,在动车组运行过程中对转向架固定轴距的影响也不同。当采用转臂定位结构时,由于一系钢弹簧的沉浮运动,使车轮在钢轨方向产生有规律的微小滑动,造成车轮多边形磨耗。

高寒高速动车组转向架耐低温防冰雪技术研究

介绍了低温和冰雪对高寒高速动车组转向架设计结构及运用的影响,总结了高寒高速动车组转向架的设计结构基本要求;提出了在转向架设计中预防冰雪的各项措施,同时探讨了如何验证转向架及零部件的耐高寒性能。

CRH3型动车组铸铝枕梁国产化研究

介绍了CRH3型动车组转向架的铸铝枕梁国产化研制过程,并对其中关键技术进行了系统研究和分析,包括:采用仿真技术和有限元分析对枕梁结构进行设计,对24种载荷工况组合进行疲劳强度评估;对配料、造型等工艺和工序进行设计。通过疲劳试验和线路运营考核验证了铸铝枕梁国产化的可行性与可靠性。

高速轮轨磨耗问题及其小蠕滑解决方案

在遵循相关技术规律的前提条件下,高速铁路轮轨关系技术管理应当明确小蠕滑解决方案及其技术优势,利用动态设计方法 DDM,解决RSS转向架及其轮对自稳定问题和RFS转向架不稳定蛇行振荡及其校正两个主要技术问题,且形成经济型或安全型设计及其创新技术特点.线路跟踪测试与动态仿真分析均表明:车轮自旋蠕滑奇异性是造成轮轨滚动接触不连续或不均匀磨耗的主要成因之一,其与专车专线、客运专线以及客货混用等铁路运营方式无关.根据单/双循环工作原理,抗蛇行并联配置的动态特性具有超前滞后校正的相似性.利用这一相似性,制订了转向架参数优配技改方案.如ICE3技改设计在合理的轮配条件下极限速度提升至480 km/h,快铁与高铁运用实现了对钢轨磨耗的互补性.

二系横向止挡刚度特性对高速动车组曲线通过横向舒适性的影响研究

二系横向止挡作为轨道车辆转向架二系悬挂关键零部件,对车辆动力学性能有一定影响,其刚度特性对高速列车曲线通过时的舒适性影响较大。对采用不同刚度特性参数的二系横向止挡的动车组,在线路不同曲线条件下进行试验,通过分析高速动车组平稳性、稳定性和安全性指标的变化规律,研究二系横向止挡刚度特性对高速动车组动力学性能的影响。线路试验结果表明,止挡刚度对车体的横向振动加速度影响较大,而对转向架稳定性及轮轨动态相互作用性能指标的影响甚微。

深圳地铁2号线车轮踏面异常磨耗问题的原因分析及解决措施

针对深圳地铁2号线车轮踏面异常磨耗问题进行了分析,分析了踏面异常磨耗问题的产生原因,提出了解决措施,为国内地铁项目提供了借鉴意义。

城际铁路动车组牵引电机悬挂方式比较分析

介绍了城际铁路动车组牵引电机常用悬挂方式的结构特点和应用范围,分析了不同悬挂方式的优缺点。针对城际铁路动车组的运用特点,从动力学性能和振动传递两个方面分析不同牵引电机悬挂方式的适用性,以及对车辆运行、构架结构强度的影响。通过系统分析,建议城际铁路动车组牵引电机采用大刚度弹性悬挂方式作为优选方案,同时确定了牵引电机弹性悬挂摇头频率的下限值,并以节点跨距、节点刚度等为参数,推导出了牵引电机弹性悬挂摇头频率的计算公式。分析结果可用于指导城际铁路动车组牵引电机悬挂的优化设计。