动车组车轮型面及等效锥度研究
发布时间：2021-11-21 20:03
轮轨匹配等效锥度是评价轮轨几何关系的关键参数之一,可以直接反映轮轨几何接触特性和动力学性能。车轮型面磨耗特征和车轮型面镟修策略也是车轮运用经济性的关键决定因素。为评估中国高速铁路的轮轨关系和动车组运行稳定性,对中国骨干线路的服役动车组进行了跟踪测试研究。结果发现,中国高速铁路轮轨关系总体良好,但部分服役动车组也出现了轮轨几何匹配关系不良,构架失稳报警和车体低频晃动等问题,影响了高速铁路运行安全性与舒适性。为研究这些异常振动问题的产生机理,制定对应措施,论文开展了四项研究工作:（1）轮轨等效锥度计算方法研究。中国高速动车组共有5种服役车轮型面（其中一种正在运用考核）,3种钢轨廓形,轮轨匹配关系多样;国内外关于轮轨等效锥度的计算方法多达10种,有必要统一轮轨等效锥度的计算方法,作为我国高铁研究轮轨几何关系的基础。论文通过对比国内外的等效锥度算法原理和计算结果稳定性,结合中国轮轨关系的应用现状,确定了波长等效法作为等效锥度国内高速轮轨关系的基础算法。论文推导了波长等效法计算公式,编制了执行程序和算法,并以LMA和LMB的匹配计算结果进行了误差校量,首次制定了中国等效锥度的计算方法标准,目前该...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
抖车时的车体与构架振动加速度时域波形
部分服役动车组车体、行李架、座椅异常周期抖动，频率为６？９Ｈｚ，其本质为转向架蛇??行振动传递至车体，与车体、车内设备固有振动频率相近引起的，高速铁路行内将这种现象形??象地称为抖车。图１－１为典型车体抖车的振动加速度特性。抖车时车体平稳性大大降低，车体??横向和垂向主要振动频率为６？９Ｈｚ，与转向架蛇行频率一致。６￣９Ｈｚ的车体振动频率也可能引??起车内部件如座椅、行李架的抖动。??抖车与构架横向加速度报警的主要区别为：抖车时构架横向加速度不一定达到报警的限值。??图１－１和图１－２显示抖车时构架横向加速度幅值小于０．５ｇ，小于０．８ｇ的报警限值。??〇．叫?Ｉ＿车体Ｉ??§：：：??ｆｅ！?－０．１０－??银?ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?■?Ｉ??Ｉ?！！?ｉ—构架Ｉ??。■。：画繼圓画圓画画ｆｆｌｉＷ??－０．２－?｜｜｜?１１?ｌ！ｌ?１?｜?Ｉ??－０．４－?Ｉ?＂１丨１丨?１?１?１?丨丨丨１??－０．６?－Ｉ?｜?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２??时间（Ｓ）??图１－１抖车时的车体与构架振动加速度时域波形??
部分服役动车组出现１？２Ｈｚ低频周期性横向振动，加速度或位移幅值较大，车体摇头伴??随侧滚，车体平稳性较差。行业内俗称晃车，其本质为一次蛇行失稳，本文沿用这种名称。??图１－４、图１－５为典型晃车波形与频谱图。由图可知：试验时车体平稳性指标在某些线路??区段显著增大，车体横向平稳性最大值达到了?２．８５；时域波形出现明显的ｌ￣２Ｈｚ的连续低频??周期性振动。??１５５?００８?－?Ｉ，??＿０＿０８?－Ｉ?｜?？?１?１?Ｉ?１?ｙ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??３．０〇?２?４?时间片＜?８?１０?１２??Ｉ?２。?：?．Ｖ?．?＊：?＊＊?＊｝．．ｔ?；?＊．?Ｖ＞??Ｓ１５?－?？?？？？?？？??ｍ＾．ｏ－?Ｊｒ０??０．５－?Ｉ＊??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??－５０?０?５０?１００?１５０?２００?２５０?３００?３５０??速度（ｋｍ／ｈ）??图１－４晃车时车体横向振动加速度波形??Ｆｉｇ．?１－４?Ｌａｔｅｒａｌ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｄｙ，?ｂｏｇｉｅ?ａｎｄ?ａｘｌｅｂｏｘ?ｄｕｒｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｗｉｎｇ．??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]等效锥度曲线非线性特性及影响研究[J]. 董孝卿,任尊松,许自强,朱韶光,刘保臣. 铁道学报. 2018(11)
[2]动车组不落轮车床等效锥度及车轮多边形检测功能的设计与实现[J]. 高静涛,杨鑫,秦传鑫. 铁道机车车辆. 2018(05)
[3]动车组车体异常弹性振动原因及抑制措施研究[J]. 李凡松,王建斌,石怀龙,邬平波. 机械工程学报. 2019(12)
[4]高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨[J]. 张银花,周韶博,张关震,常崇义,周清跃,王文健. 中国铁路. 2018(01)
[5]我国高速铁路轮轨关系相关技术探讨[J]. 郭涛,高峰,张晓军,李明高. 中国铁路. 2018(01)
[6]基于动车组横向稳定性的等效锥度限值研究[J]. 许自强. 中国铁路. 2017(12)
[7]构架报警动车组运行稳定性的线路试验研究[J]. 董孝卿,许自强,史峰宝,朱韶光. 铁道机车车辆. 2017(05)
[8]LMD车轮外形的直径旋修量影响因素及对应措施研究[J]. 董孝卿,朱韶光,钱卿,刘保臣,黄永华. 铁道机车车辆. 2017(05)
[9]京津城际CRH3C型动车组构架横向加速度报警原因分析[J]. 贾潞. 铁道机车车辆. 2017(05)
[10]高速动车组晃车机理试验研究[J]. 何旭升,吴会超,高峰. 大连交通大学学报. 2017(01)
博士论文
[1]高速列车车轮磨耗及型面优化研究[D]. 林凤涛.中国铁道科学研究院 2014
[2]路径覆盖测试数据进化生成理论与方法[D]. 张岩.中国矿业大学 2012
[3]粒子群算法的基本理论及其改进研究[D]. 刘建华.中南大学 2009
[4]遗传算法及其应用于电磁装置优化设计的研究[D]. 陈堂功.河北工业大学 2006
硕士论文
[1]电机横摆对准高速车辆晃车影响研究及解决方案[D]. 刘强.大连交通大学 2014
[2]高速动车驱动系统动力学研究[D]. 王俊.西南交通大学 2010
[3]工程结构优化的群体智能算法[D]. 李建.浙江大学 2010
[4]基于网络的邮政运输车辆调度问题研究[D]. 李杰.西华大学 2009
[5]遗传算法在航天器轨道机动中的应用研究[D]. 秦帅.哈尔滨工业大学 2007
[6]自动化立体仓库固定货架堆垛机拣选路径优化方法研究[D]. 王敏.吉林大学 2007
[7]基于遗传算法的高速公路路面养护决策优化研究[D]. 虞安军.长沙理工大学 2007
[8]排挤小生境遗传算法的研究与应用[D]. 谢凯.安徽理工大学 2005
本文编号：3510147
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：160 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
抖车时的车体与构架振动加速度时域波形
部分服役动车组车体、行李架、座椅异常周期抖动，频率为６？９Ｈｚ，其本质为转向架蛇??行振动传递至车体，与车体、车内设备固有振动频率相近引起的，高速铁路行内将这种现象形??象地称为抖车。图１－１为典型车体抖车的振动加速度特性。抖车时车体平稳性大大降低，车体??横向和垂向主要振动频率为６？９Ｈｚ，与转向架蛇行频率一致。６￣９Ｈｚ的车体振动频率也可能引??起车内部件如座椅、行李架的抖动。??抖车与构架横向加速度报警的主要区别为：抖车时构架横向加速度不一定达到报警的限值。??图１－１和图１－２显示抖车时构架横向加速度幅值小于０．５ｇ，小于０．８ｇ的报警限值。??〇．叫?Ｉ＿车体Ｉ??§：：：??ｆｅ！?－０．１０－??银?ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?■?Ｉ??Ｉ?！！?ｉ—构架Ｉ??。■。：画繼圓画圓画画ｆｆｌｉＷ??－０．２－?｜｜｜?１１?ｌ！ｌ?１?｜?Ｉ??－０．４－?Ｉ?＂１丨１丨?１?１?１?丨丨丨１??－０．６?－Ｉ?｜?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ??０?２?４?６?８?１０?１２??时间（Ｓ）??图１－１抖车时的车体与构架振动加速度时域波形??
部分服役动车组出现１？２Ｈｚ低频周期性横向振动，加速度或位移幅值较大，车体摇头伴??随侧滚，车体平稳性较差。行业内俗称晃车，其本质为一次蛇行失稳，本文沿用这种名称。??图１－４、图１－５为典型晃车波形与频谱图。由图可知：试验时车体平稳性指标在某些线路??区段显著增大，车体横向平稳性最大值达到了?２．８５；时域波形出现明显的ｌ￣２Ｈｚ的连续低频??周期性振动。??１５５?００８?－?Ｉ，??＿０＿０８?－Ｉ?｜?？?１?１?Ｉ?１?ｙ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??３．０〇?２?４?时间片＜?８?１０?１２??Ｉ?２。?：?．Ｖ?．?＊：?＊＊?＊｝．．ｔ?；?＊．?Ｖ＞??Ｓ１５?－?？?？？？?？？??ｍ＾．ｏ－?Ｊｒ０??０．５－?Ｉ＊??Ｉ?Ｉ?Ｉ?Ｉ?＇?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１?Ｉ?１??－５０?０?５０?１００?１５０?２００?２５０?３００?３５０??速度（ｋｍ／ｈ）??图１－４晃车时车体横向振动加速度波形??Ｆｉｇ．?１－４?Ｌａｔｅｒａｌ?ａｃｃｅｌｅｒａｔｉｏｎ?ｗａｖｅｆｏｒｍ?ｏｆ?ｃａｒｂｏｄｙ，?ｂｏｇｉｅ?ａｎｄ?ａｘｌｅｂｏｘ?ｄｕｒｉｎｇ?ｖｅｈｉｃｌｅ?ｓｗｉｎｇ．??６??
【参考文献】：
期刊论文
[1]等效锥度曲线非线性特性及影响研究[J]. 董孝卿,任尊松,许自强,朱韶光,刘保臣. 铁道学报. 2018(11)
[2]动车组不落轮车床等效锥度及车轮多边形检测功能的设计与实现[J]. 高静涛,杨鑫,秦传鑫. 铁道机车车辆. 2018(05)
[3]动车组车体异常弹性振动原因及抑制措施研究[J]. 李凡松,王建斌,石怀龙,邬平波. 机械工程学报. 2019(12)
[4]高速铁路轮轨硬度匹配研究及方向探讨[J]. 张银花,周韶博,张关震,常崇义,周清跃,王文健. 中国铁路. 2018(01)
[5]我国高速铁路轮轨关系相关技术探讨[J]. 郭涛,高峰,张晓军,李明高. 中国铁路. 2018(01)
[6]基于动车组横向稳定性的等效锥度限值研究[J]. 许自强. 中国铁路. 2017(12)
[7]构架报警动车组运行稳定性的线路试验研究[J]. 董孝卿,许自强,史峰宝,朱韶光. 铁道机车车辆. 2017(05)
[8]LMD车轮外形的直径旋修量影响因素及对应措施研究[J]. 董孝卿,朱韶光,钱卿,刘保臣,黄永华. 铁道机车车辆. 2017(05)
[9]京津城际CRH3C型动车组构架横向加速度报警原因分析[J]. 贾潞. 铁道机车车辆. 2017(05)
[10]高速动车组晃车机理试验研究[J]. 何旭升,吴会超,高峰. 大连交通大学学报. 2017(01)
博士论文
[1]高速列车车轮磨耗及型面优化研究[D]. 林凤涛.中国铁道科学研究院 2014
[2]路径覆盖测试数据进化生成理论与方法[D]. 张岩.中国矿业大学 2012
[3]粒子群算法的基本理论及其改进研究[D]. 刘建华.中南大学 2009
[4]遗传算法及其应用于电磁装置优化设计的研究[D]. 陈堂功.河北工业大学 2006
硕士论文
[1]电机横摆对准高速车辆晃车影响研究及解决方案[D]. 刘强.大连交通大学 2014
[2]高速动车驱动系统动力学研究[D]. 王俊.西南交通大学 2010
[3]工程结构优化的群体智能算法[D]. 李建.浙江大学 2010
[4]基于网络的邮政运输车辆调度问题研究[D]. 李杰.西华大学 2009
[5]遗传算法在航天器轨道机动中的应用研究[D]. 秦帅.哈尔滨工业大学 2007
[6]自动化立体仓库固定货架堆垛机拣选路径优化方法研究[D]. 王敏.吉林大学 2007
[7]基于遗传算法的高速公路路面养护决策优化研究[D]. 虞安军.长沙理工大学 2007
[8]排挤小生境遗传算法的研究与应用[D]. 谢凯.安徽理工大学 2005
本文编号：3510147
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