摘要：轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过程并选取合适的适应度函数,形成了一种获取描述轮轨黏着-蠕滑特性特征参数的通用方法,随后以160 km/h速度的实测蠕滑数据为例,分析对比了本文算法拟合蠕滑曲线的计算效率及与理想工况下局部接触结果的差异。研究表明:(1)本文提出的算法在拟合不同速度工况对应的实测黏着-蠕滑曲线时均具有较高的精度,提出的拟合特征参数取值范围提高了遗传算法收敛速度,与遍历法相比计算速度提高18.5倍;(2)考虑潮湿环境实测轮轨黏着-蠕滑曲线时,轮轨黏滑分布、切向接触应力较干态理想工况有显著差异,主要体现在接触斑最大切向接触应力减小、滑动区面积随蠕滑率增大的速度减缓等。本文算法满足车辆-轨道耦合动力学数值仿真要求,可更真实地模拟实际环境条件下的轮轨相互作用。

摘要：高速列车轴箱弹簧是转向架结构传声的主要路径,其驻波效应会对转向架高频隔振特性乃至车内噪声产生显著影响。因此,基于弹簧驻波效应机理,采用有限元法建立轴箱弹簧有限元模型,探究轴箱弹簧在0~2000Hz频率区段内的模态应变能分布特点,提出在轴箱弹簧簧条内侧敷设阻尼合金层的结构设计方案,调查阻尼合金层厚度对抑制特性的影响。结果表明,由于轴箱弹簧质量分布惯性作用的影响,其高频段会产生明显的驻波效应,对轴箱弹簧隔振性能产生显著影响。在轴箱弹簧簧条内侧贴附阻尼合金层可以有效提升其阻尼性能,2 mm厚阻尼合金层可将轴箱弹簧模态损耗因子从0.001提升至0.005,峰值密集区和峰值稀疏区选取的振动峰值抑制量分别可达16.3 dB和13.4 dB,三分之一倍频段抑制量最高可达6.8dB。该研究结果可为高速列车振动与噪声控制提供指导和支撑。

摘要：[目的]城市轨道交通列车在其运行过程中可能会出现碰撞、脱轨及倾覆等状况,需对此时列车的动态行为以及防倾覆技术进行研究。[方法]结合车辆实际风挡结构以及车辆运行的动态包络,提出了在车间安装安全带绳索作为防倾覆装置的方案,同时详细说明了该装置的结构及其接口位置。根据城市轨道交通列车动力学参数建立相应的动力学仿真模型,考虑车辆倾覆工况的实际条件,分别对列车进行有、无防倾覆装置的动力学仿真分析,并在合理的位置设置了防倾覆装置。通过动力学仿真软件对该装置的防倾覆效果进行验证,并对防倾覆装置安装座的静强度进行检算。[结果及结论]车间安装安全带绳索防倾覆装置的列车在倾覆力作用下能有效地减小车辆侧滚角,防止车体因侧滚角过大而发生倾覆,满足设计要求。在最大拉力作用下,安全带绳索防倾覆装置安装座的静强度未超出许用应力,其结构强度满足相关标准要求。

摘要：轨道扣件在运营过程中会出现松动甚至掉落、断裂等异常情况,不利于列车行驶稳定和安全,需要进行定期、及时的检查与维修。传统的人工巡检效率低,难以匹配我国轨道交通的快速发展,且对于部件松动等不易察觉的问题检测效果差。利用计算机视觉形成自动化的检测设备逐渐成为发展趋势,其中基于三角测量原理的线结构光技术因其成本低、精度高、速度快等优点得到广泛应用,且适合轨道检测场景。该技术核心设备为可以采集并分析线结构光进行三维重建的3D相机,基于成像原理设计可搭载于轨道检测车的扣件检测系统并进行现场试验,经过数据分析和处理可以分别得到高质量的图像数据和三维模型。针对图像数据利用目标检测的方法,构建数据集,搭载YOLO(You Only Look Once)v5深度学习模型,实现挡肩及扣件部件的快速识别,进行部件丢失检测;针对三维模型利用轨道扣件相对位置固定的特点,根据阈值筛选扣件数据并进一步得到弹条及螺栓等部件的坐标信息,通过边缘提取、平面拟合等方法计算位移量,进行部件松动检测。研究结果表明,检测系统可以采集高质量的扣件数据,扣件部件识别平均精准度达到99.0%,速度满足现场实时检测的要求,同时对于弹条和螺栓的松动量检测精度分别达到了1 mm和0.1 mm。该方法具有实际工程价值,可以大幅提升轨道巡检效率,对于扣件部件丢失、松动等严重问题可以及时预警指导修复,保障轨道安全服役性能。

摘要：针对强噪声背景下滚动轴承故障特征提取困难且VMD算法相关参数的确定过于依赖先验知识的问题,提出了改进VMD算法。该算法的核心首先是提出频谱趋势算法用于寻找共振频带边界从而确定频带的数量k和各个频带的带宽,然后根据取值方式预估各个频带对应的惩罚因子,最后将确定参数代入VMD算法中分析分解结果。通过仿真信号和试验信号验证,该方法可以较为准确的确定频带数量和初始惩罚因子,提升了VMD算法的准确性和自适应性。

摘要：为研究城轨列车轮对磨耗预测的计算方法,实现轮对尺寸预测,以国内某地铁线路轮对尺寸实测数据为研究对象,分别提取轮径、轮缘厚度、轮径差及车轮位置四项特征参数,并分析特征参数对轮对磨耗率的影响规律,利用XGBoost算法建立轮径、轮缘厚度磨耗率的仿真模型,模型的测试结果显示平均计算误差在允许范围以内,表明本模型具备良好的磨耗率仿真计算效果。在此基础上,进一步建立轮径、轮缘厚度的预测模型,利用某节车半年实测数据对预测模型进行实用性验证,对比结果表明,基于XGBoost的轮对尺寸磨耗预测模型对走行里程8万公里内的轮径值、轮缘厚度值预测的平均误差分别不超过0.175mm、0.3125mm,具有较好的预测效果。

摘要：超声疲劳试验技术已被广泛用于金属材料的超高周疲劳性能测试。超声频率条件下开展试样的超高周循环加载时,需要采用间歇加载控制试样发热,这会影响到试验结果一致性。同时,当循环周次由高周跨越至超高周后,疲劳试验结果对试样形状、尺寸、表面质量和内部缺陷更为敏感。基于大量的试验结果对这些影响因素进行了一致性分析。结果表明,加载间歇比和试样形状、尺寸对试验结果均有影响;试样表面质量与内部缺陷存在竞争效应;通过疲劳S-N曲线可以有效预测内部缺陷对超高周疲劳的影响。

摘要：随着圆曲线钢箱梁桥在城市交通中的应用愈发广泛,为探究其在中低速磁浮车辆运行作用下的振动响应特性,基于多体动力学和有限元方法建立车辆-轨道-钢箱梁刚柔耦合动力学模型,采用动态电磁阻尼力影响的二维磁轨关系,并考虑轨道关键部件的参振作用,分析圆曲线段钢箱梁的振动特性,探讨钢箱梁板厚、车辆速度及车体质量对钢箱梁振动响应的影响。结果表明:受曲率影响,钢箱梁在发生弯曲的同时亦会伴生扭转,产生弯扭耦合振动;钢箱梁的振动主要由10~20 Hz的钢箱梁整体弯曲振动、30~40 Hz的钢箱梁扭转振动以及50~70 Hz的轨道局部振动引起;计算得到的钢箱梁跨中横向及垂向最大挠度分别为1.26 mm、3.88 mm,均满足相关标准要求,钢箱梁具有足够的支撑刚度;各工况下的垂向加速度均未超过5.0 m/s^(2)的限值,且最高达到2.2 m/s^(2);在板厚10 mm以及超员载荷工况下,横向加速度大多超过1.4 m/s^(2)的限值,且最高达到4.0 m/s^(2);车辆速度的减小和车体质量的增加均会放大弯扭耦合作用影响,而板厚的增加则能够有效降低弯扭耦合作用影响,当板厚由10 mm增至40 mm时,一阶横弯及扭转频率对应振幅分别减小94.3%、98.7%。

摘要：受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓和接触网之间的受流性能。基于计算流体动力学理论,采用分离涡模拟(DES)方法对受电弓高速运行在有无横风环境下的气动特性进行数值模拟。对受电弓周围流场以及气动力特性进行对比研究。数值计算结果通过了风洞试验数据验证。研究结果表明:受电弓受到的气动力具有非常显著的非定常特性;无风环境下受电弓周围流场近似成对称分布,横风会破坏流场的对称性,漩涡向气流背风侧迁移,受电弓表面漩涡脱落的速度和强度增加,且向下游发展的速度以及破碎的速度加快。受电弓框架系统的气动力波动受横风的影响最大,其次为弓头;横风下,受电弓各部件功率谱密度的频率分布更广,弓头的脉动升力具有明显的主频特性,且滑板对此主频的贡献量最大。

摘要：以铁路货车用HDSA车轮为研究对象,采用MSC Marc软件建立车轮模锻有限元模型,模拟分析原预锻工艺及模具条件下车轮模锻成形过程中金属的流动及变形力,研究预锻闭模间隙对终锻轮辋充满度及锻压力的影响,进而考察预锻模具结构尺寸对终锻的影响,优化闭模间隙及预锻模腔结构。结果表明:在原预锻工艺及模具结构尺寸下,终锻结束轮毂完全充满,轮辋型腔上下角部充满度较差;减小预锻闭模间隙可使预锻压力显著增大并使终锻时轮辋金属更多流向轮缘,轮辋上部的圆角充满度降低,限于预锻压力机的能力,原预锻模具结构下预锻闭模间隙的可调整空间小,通过调整闭模间隙改善终锻轮辋内圆角部位填充效果有限;减小预锻模具的轮辋型腔内径可显著减小预锻压力,利于提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,且对终锻压力没有明显影响;增加预锻轮辋型腔的高度也能一定程度降低预锻压力,提高终锻后轮辋上部圆角的充满度,但会显著增大终锻压力。综合考虑,减小预锻模具轮辋型腔内径是优选方案,但还需考虑终锻模具轮辋型腔尺寸,两者不能差异过大。