摘要：转向架是支承、牵引和制动车体并能相对车体回转的走行装置,具有缓冲振动和导向功能,决定列车运行安全可靠性和运行品质。中国高速动车组转向架经过技术引进、吸收创新和自主创新3个阶段的发展,通过不断的技术创新与实践,在结构轻量化、安全可靠性、动力学性能及智能化等关键技术上取得了成果,针对转向架结构强度和动力学性能开展的试验台、环形道、试验专线科学研究试验及线路长期服役跟踪测试,为自主创新阶段的中国高速动车组转向架的自主开发奠定了坚实的理论研究和工程实践基础。文章系统地回顾了中国高速动车组转向架在3个发展阶段的结构参数和技术瓶颈,指出了下一代高铁及CR450动车组转向架技术研究方向;从转向架基本结构角度系统论述了转向架总体集成、构架、轮对轴箱及定位装置、悬挂装置、驱动系统、基础制动和辅助装置的技术发展历程及趋势,提出技术自主创新及工程应用创新研究方向;论述了转向架轻量化设计、强度可靠性、车辆系统动力学、智能化设计和试验测试这5种关键技术的研究现状及发展方向。

摘要：单车型低地板有轨电车近年在城市轻轨交通建设中得到广泛应用。旋转止挡作为低地板有轨电车的常用部件,可以限制车体与转向架之间的相对摇头角度范围,其设计方案对车辆通过小半径曲线线路时的运行姿态与动力学性能均具有较大的影响。确定旋转止挡在转向架上的布置方式是对其进行结构与力学性能设计的基础。目前有关旋转止挡的研究较少,并且尚未关注旋转止挡的布置方式及其影响。针对采用不同旋转止挡布置方式的单车型低地板车辆,提出了综合考虑车辆限界与动力学性能要求的旋转止挡间隙优化方法,研究了不同旋转止挡布置方式对有轨电车动力学性能的影响,提出了在保证车辆限界校核结果相当的情况下,可以使车辆动力学性能更优的止挡设计方案。研究结果表明,车辆通过小半径的S形曲线线路时,随着旋转止挡间隙的减小,车辆更加容易满足限界要求,但是车辆的曲线通过安全性有所降低;在设计条件允许的前提下,综合考虑车辆的限界与动力学性能要求,旋转止挡横向布置方式更适用于单车型低地板有轨电车;若受限于设计条件,旋转止挡需要采用纵向布置方式时,可以通过对二系横向止挡进行调整优化,获得动力学性能更优的车辆设计方案。

摘要：高速列车轴箱轴承的可靠性和高速性能是保障高速列车运行安全和运行效率的关键因素。依据高速列车轴箱轴承的实际应用工况特征,并结合现有高速列车轴箱轴承的检修统计数据,对比分析了双列圆锥和双列圆柱设计的轴箱轴承技术特点。针对现有某高速列车车型,以满足运营速度400 km/h的技术要求为目标,对双列圆锥轴箱轴承低摩擦优化设计和轴箱系统散热设计优化这两个方面进行研究。其中为了准确评估摩擦功耗,建立了轴承—车辆刚柔耦合动力学模型,并以京津轨道谱和实测车轮不平顺作为输入,计算了轴承的动态载荷。轴承摩擦计算结果表明,在车速400 km/h,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承的摩擦发热功耗比原有双列圆锥轴箱轴承大约降低24%;轴箱轴承台架测试显示,在更高的车速下,X-life设计的双列圆锥轴箱轴承运转温度比原有双列圆锥轴箱轴承降低了大概15°C。轴箱系统热仿真计算显示,在相同的热源输入和环境温度和散热条件下,铝合金轴箱体的最高温度相比铸铁轴箱的最高温度降低了约20°C。相关研究结果,可以为运营速度400 km/h高速列车的轴箱系统总体设计提供参考。

摘要：车辆服役过程中,由于轮轨间的高频激励,极易引发结构共振疲劳问题。文章针对某地铁车辆排障器的疲劳开裂问题,开展了排障器的振动疲劳试验,发现了线路上通过频率为93 Hz的钢轨波磨是引发结构共振疲劳的主要原因。针对试验研究方法存在的传感器布置数量有限、成本较大等问题,文章从仿真分析角度,提出了一种基于多轴振动环境再现的地铁车辆排障器寿命评估方法。首先,建立了基于虚拟激励法的排障器随机振动模型,该模型可以很好地再现排障器的实际振动环境;然后,通过遗传算法对模态阻尼比进行优化,使得仿真和实测响应结果具有较好的一致性,验证了建模方法的正确性;最后,利用多核并行计算的方法实现了排障器任意位置的全程损伤和疲劳寿命计算,显著提高了仿真计算的效率。结果表明:排障器焊缝拐角处为其结构的薄弱位置,其全程工况损伤值为6.25E-03,疲劳寿命为0.60万km,远低于设计使用寿命的360万km,通过上述方法评估出来的排障器最大损伤位置与结构实际破坏位置相同,进一步证明了此方法的正确性。

摘要：针对适于山地轨道交通的齿轨铁路,建立基于显式时间积分的三维齿轨轮对-轨道瞬态接触有限元模型,模型可分析齿轮齿条啮合和轮轨滚动接触间中、高频耦合动力作用。轮对和轨道真实几何,齿轮与车轮轮径差导致“车轮悖论”现象及结构振动等均有考虑,齿轮齿条啮合和轮轨接触采用集成库仑摩擦的“面-面”接触算法求解。对比零和非零轮轨摩擦系数工况,解构“车轮悖论”现象对动态接触的影响。以初步设计的Strub型齿轨铁路为例,分析速度为10 km/h和0‰、240‰、480‰坡度下动态接触现象。结果表明,受齿轮啮合影响,齿条、轮轨接触力均呈现周期性波动,但垂向接触总力和总牵引扭矩分别在重力载荷与牵引扭矩附近波动。“车轮悖论”使齿条垂向力和法向接触应力减小,而轮轨垂向力和法向接触应力增加,齿面切向接触应力与接触斑内滑移区面积相应增加,在坡度240‰下,轮轨摩擦系数由0增至0.2,齿条、轮轨最大法向接触应力由248.69、752.66 MPa增至195.17、757.44 MPa,最大切向接触应力相应由24.48、152.84 MPa变成21.31、2.14 MPa。轮轨接触斑因发生显著蠕滑呈现全滑移。相同速度及摩擦条件下,坡度增加使齿条垂向力和牵引力增加,轮轨垂向力和牵引力减小,接触应力呈同相变化。

摘要：为提高主动径向转向架的动力学性能,阐述了主动径向的导向原理和控制策略,建立主动径向转向架地铁车辆的联合仿真模型,并利用自适应遗传算法对车辆的稳定性、平稳性和安全性进行多目标多参数的优化设计。研究结果表明:与传统转向架相比,地铁车辆采用主动径向转向架可以显著提升车辆的曲线通过性能,降低轮轨作用力和减小磨耗,优化后车辆各项动力学指标皆可以得到明显改善。

摘要：日渐增多的客流量加大了运营公司的负担,故基于模块化生产的理念针对载客量大、速度快的特点进行A型地铁转向架开发设计。首先介绍了最高速度为120 km/h的A型地铁动车转向架构架的结构特点,然后根据构架强度试验标准UIC 615-4及转向架构架设计要求规范EN 13749,采用正向设计理念,先对构架静强度和疲劳强度进行仿真分析,最后对构架进行静强度和疲劳试验验证。结果表明,构架强度仿真分析和试验结果均满足要求。

摘要：构架关键位置等效载荷是研究单轨车辆转向架构架载荷的重要因素。本研究首先基于一种新设计的山地单轨车辆,建立山地单轨车辆转向架三维模型。然后在转向架三维模型的基础上,建立山地单轨车辆转向架动力学拓扑关系,并结合车辆零部件参数,通过动力学分析软件UM建立山地单轨车辆动力学仿真模型。最后结合雨流计数法,等效载荷计算方法,总结了不同曲线半径下山地单轨车辆转向架构架关键位置等效载荷的变化规律。研究结果表明:随着曲线半径的增大,右侧导向轮纵、横、垂三个方向的等效载荷在增大,左侧导向轮的等效载荷变化趋势与右侧相反;稳定轮等效载荷的变化趋势与导向轮正好相反;右侧走行轮纵向、垂向等效载荷在增大,横向等效载荷在减小;空气弹簧的横向等效载荷在减小,右侧空簧垂向等效载荷在增大,左侧空簧垂向等效载荷在减小。

摘要：基于时速400 km中国标准化动车组的动力学参数,利用SIMPACK软件建立动力学模型,模拟列车在无风、“中国帽”横风激扰、列车交会以及通过隧道等状态下的运行平稳性,以便支撑动车组的设计工作。研究表明:在无风、两列车交会运行以及通过隧道的状态下,车速对列车横向平稳性的影响最大;在“中国帽”横风激扰的状态下,车速对列车横向平稳性以及乘坐舒适度的影响较大;在无风、横风激扰以及通过隧道的状态下,随着车速的增大,头车、中间车和尾车的平稳性以及乘坐舒适度都在增大。

摘要：针对某低地板有轨电车在车辆设计阶段平稳性指标超标的问题,从车辆参数和轨道激励两个方面进行原因探析。通过对车辆关键参数的优化分析可知:降低二系刚度和阻尼能够适当地改善车辆的运行平稳性,但过小的刚度和阻尼在工程应用中难以实现。通过对美国五级谱和德国高干扰谱进行时频域特征分析可知:轨道谱短波高频振动能量较大是有轨电车平稳性超标的原因,建议定期对钢轨进行打磨,以此来控制轨道短波的振动能量。