摘要：Vibration behaviors of bogie hunting motion contain key information that dominates the dynamic performance of rail vehicles,in which the eigenvalue of each mode reflects the damping ratio and the natural *** paper focuses on the root loci curves of bogie hunting motion,starting from a rigid bogie,then to a bogie with flexible primary *** regard to the rigid bogie,analytical formulas for the eigenvalues,the critical speed as well as the corresponding hunting frequency are derived and *** for the flexible bogie,the root loci curves are calculated *** study shows that both free rigid bogie and free wheelset are dynamically unstable at any *** critical speed increases with diminished wheel-rail conicity,track gauge,and wheelset and bogie inertia,and with increased wheelbase and wheel *** dominating factors such as the stiffness of the primary suspension and the wheel-rail conicity should be optimized for a practical *** influences of the damping coefficients and the variations of creep coefficients are *** motor suspension affects the root loci curves and the critical speed *** inappropriate motor suspension design and rigidly suspended motor reduce the critical *** increase of critical speed by a motor suspension can only be achieved when the lower natural frequency of the motor-bogie frame-wheelsets system coincides with or is close to the hunting *** care should be taken for the design of motor suspension,the first is to avoid the decreased damping ratio in a certain speed range below the critical speed and the second is that the variations of parameters should not induce the rapid reduction of the critical *** main feature of the present study is that the root loci curves,which are derived as analytical formulas or calculated numerically,are used to study the vibrational behaviors of bogie hunting *** the influencing laws of the dominating pa

摘要：随着我国高速动车组运行速度和轻量化要求的不断提高,车下设备安装结构的抗疲劳能力也面临巨大挑战,文章基于某动车组车下蓄电池箱构架开展了疲劳载荷谱研究。通过线路试验,发现蓄电池箱构架的振动加速度和动应力的主频在8~22 Hz范围,推断构架发生了共振,并因此导致较高的动应力。实测线路上构架和枕梁的振幅对比IEC 61373:2010标准载荷谱出现部分超标现象。当列车运营速度高于350 km/h时,枕梁的垂向加速度部分超过标准谱,说明标准谱适合于低于350 km/h的列车速度,但如果速度更高,则有必要重新评估该标准限值。最后提出了以下建议:修改现有标准的低频和高频载荷谱覆盖范围,并根据列车运营速度对载荷谱进行分级;形成动态仿真模拟的规范化设计流程;开展系统性线路激励载荷数据收采集和分析,最终形成符合我国实际运行条件的高速动车组载荷谱标准体系。

摘要：首先对欧洲国际铁路联盟(Union enternationale des chemins der fer,UIC)高速轮轨型面S1002/UIC60和我国准高速型面LMa/CHN60进行接触几何分析,认为LMa/CHN60型面共形度太低,对钢轨磨损以及滚动接触疲劳极为不利。以改善钢轨的受力状态为出发点,在对钢轨型面扩展法进行数值研究的基础上,采用钢轨局部型面扩展法,根据我国60kg/m钢轨设计出共形度较高的车轮型面。通过车辆轨道耦合动力学仿真确定车辆临界速度约为400 km/h,且具有较好的曲线通过性能。轮轨非赫兹滚动接触分析表明,在靠近钢轨一侧接触斑面积、应力等较LMa型面变化不大的情况下,离开钢轨一侧接触斑面积明显增大,接触应力降低约20%,钢轨与车轮的接触带变宽,钢轨接触频次得到改善。在车轮型面优化设计做了尝试性工作,以期为我国高速、重载以及城市轨道交通车辆车轮型面优化设计提供借鉴。

摘要：为揭示轨底坡与两种踏面的轮轨滚动接触行为之间内在联系,利用改进数值算法分析不同轨底坡下,LM踏面和LM_A踏面车轮沿中国钢轨60 kg/m(CHN60)上滚动接触时的接触几何参数、轮轨接触点处的刚性蠕滑率的变化情况,再根据Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论,详细地分析两种轮对滚动接触斑上的正压力和切向力分布。利用弹性力学中Bossinesq=Cerruti力/位移计算公式并借助Gauss数值积分方法,确定两种型面轮轨滚动接触时体内的弹性位移、应变和应力的分布情况。分析计算中,考虑两种车轮半径420 mm和460 mm。计算结果表明,1/20轨底坡下LM踏面车轮对应的接触应力等参量远小于1/40轨底坡下的情况,LM_A踏面轮对的情况刚好相反。由此可知,对于LM-CHN60轮轨接触副,1/20轨底坡较1/40的好;对于LM_A-CHN60轮轨接触副,1/40轨底坡较1/20的好。车轮半径对LM-CHN60和LM_A-CHN60的滚动接触行为的影响不大。数据结果为轮轨型面优化设计和轨底坡的设计提供了重要的参考依据。

摘要：地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要。针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因。提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化。采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优化方案进行动应力仿真。结果表明,制动管路一阶横弯振动(73.2 Hz)和构架侧梁八字横弯振动(71.8 Hz)耦合共振是制动管路断裂的主要原因;在制动管路两管卡中间位置处增加一个管卡,相比于增加管路壁厚(从1.5 mm增加至3 mm)与降低管卡刚度(从0.85 GPa降低至0.15 GPa),降低管路动应力水平的效果最为显著。为车辆转向架制动管路结构优化改进设计提供了理论依据。

摘要：结合车辆系统动力学模型,建立考虑制动缸压力非线性特性的高速车辆制动防滑控制模型,研究制动过程中防滑参数对车轮磨耗的影响。研究结果表明:在低黏着条件下紧急制动,减速度法与蠕滑率法共同防滑时,车轮磨耗会随着速度的较小逐渐增大,随着蠕滑率阈值的增大先增大后保持不变,并且磨耗不变时所对应的蠕滑率阈值随着速度的减小而增大。建议在车轮磨耗保持不变后蠕滑率阈值可采用其他方式进行优化设计。

摘要：对轮轨接触几何关系进行详细推导,找出轮轨型面、轮径差和轮轨接触点分布状态之间的关系,开发基于轮径差反求车轮踏面的并行数值计算程序。根据某线路上实测的高速列车踏面磨耗情况,分析计算车轮磨耗对踏面等效锥度及临界速度的影响,并得出临界速度随等效锥度的变化规律。对磨耗踏面的梯度进行比较分析,找出抑制踏面产生凹形磨耗的方法。根据实测踏面磨耗状态对车轮踏面的初始等效锥度进行合理调整,用反求设计方法对踏面进行设计,并对设计前后踏面的接触几何特性、轮轨接触力学特性及车辆的动力学性能进行比较分析。研究结果表明,该设计方法计算效率高,可以较好地保证其收敛性;设计踏面轮轨接触性能及动力学性能良好,可以满足车辆的高速运行需求;新设计踏面磨耗后具有较好的动力学性能,可以有效延长车轮的镟修周期。

摘要：考虑高速移动载荷作用下轨道结构的离散轨枕支撑、钢轨剪切变形及转动惯量对轨道振动响应的影响,建立基于Timoshenko梁的双层黏弹性离散支撑轨道振动模型,利用Fourier变换法求解具有周期性支撑的轨道响应,通过与文献中试验结果对比,验证其在固定简谐载荷下计算结果的正确性。研究表明,轨枕的离散支撑使得轨道刚度呈现周期性变化,跨中最小,轨枕上方最大,形成高速轮轨系统的参数激扰;移动载荷作用使轨道系统呈现以速度为变量的共振特性,载荷原点导纳随车速提高先增大后减小,此外,低速时轨道振动响应最大值出现在载荷点位置,随着速度提高,最大轨道振动响应滞后于载荷点;移动载荷使得轨道系统各阶振动主频出现变化:低阶振动主频随速度提高而降低,达到一定速度时降低为0,之后又随速度提高而上升;高阶振动主频也随速度提高而非线性下降;由于移动载荷的多普勒效应,轨枕离散支撑引起pinned-pinned共振和反共振出现上、下分叉,分叉频率偏移量为轨枕通过频率之半。基于Fourier变换法实现高速移动载荷下的轨道振动响应分析,为高速轨道系统设计提供参考。

摘要：为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和钢轨磨耗深度,并考虑车轮驱动扭矩和速度的影响规律.结果表明:缩尺车轮-环轨结构的高频弹性振动造成轮轨垂向力波动;在比例载荷作用下,纵向动力学行为和钢轨磨耗深度变化趋势与服役轮轨一致;由于环轨的极小曲线半径,自由滚动工况下的横向蠕滑力/率、自旋蠕滑率、钢轨磨耗深度偏大,切向接触应力峰值出现在接触斑后沿两侧;车轮驱动扭矩和速度的影响规律可拟合为一组经验公式.研究可以为此类试验台的设计与应用工作提供理论依据.

摘要：为研究货车在长大坡道上踏面制动时,线路坡度、车辆制动时间、轮瓦接触面积、轮瓦接触力等因素对车轮踏面和闸瓦温度的影响问题,以某单一长大下坡道线路作为研究背景,采用ANSYS有限元软件,通过改变车轮直径和闸瓦厚度的方式考虑轮瓦磨耗,建立车轮与闸瓦的全尺寸三维有限元模型。探讨各参数对车轮踏面达到马氏体相变温度的影响,研究整个轮瓦磨耗周期内车轮踏面和闸瓦温度随影响因素的变化规律。研究结果表明:随着车轮直径的降低,车轮踏面和闸瓦的温度均非线性升高;随着闸瓦厚度的均匀降低,车轮踏面的温度先非线性降低,后趋于稳定,闸瓦的温度先非线性降低后升高;车轮直径和闸瓦厚度、车辆制动时间、轮瓦接触面积与温度之间呈非线性关系,坡度、轮瓦接触力与温度之间呈线性相关;考虑马氏体相变温度为700℃,车轮踏面达到马氏体相变温度是轮瓦接触力、轮瓦接触面积、车辆制动时间等影响因素共同作用的结果。研究结果为车轮热损伤分析、长大坡道线路设计以及列车运行方式提供理论参考。