高速列车车轮多边形磨耗仿真研究
发布时间：2020-12-25 18:50
高速列车在实际运营过程中,随着列车运行速度和运行里程的增加,车轮在各种诱因作用下逐渐呈现出多边形现象。车轮多边形化会导致轮轨作用力急剧增大,车辆振动加剧,对轨道和列车的各部件都会产生破坏,影响列车运行的稳定性与安全性。同时,随着车轮多边形化加深,车辆的振动噪声也会加剧。论文首先归纳和总结了目前关于车轮多边形形成理论的研究成果,然后阐述了车轮多边形的测试和识别方法,并对比了直接测量法和间接测量法的优缺点,最后详细叙述了我国现阶段采用的车轮多边形维修和评价标准。为研究车轮多边形化对车辆动力学性能的影响,建立了某型动车组的动力学模型。本文研究了车轮多边形的谐波阶数、波深幅值和相位差对动力学性能的影响,并计算不同谐波阶数下车轮多边形的波深限值,最后对车轮多边形和轨道激扰共同作用下轮轨垂向力的变化趋势进行了分析。计算结果表明,当车辆运行速度较低时,车轮多边形化会引起车辆低频振动,使车体振动响应增大;车轮多边形化会极大的增加轮轨垂向力,但对脱轨系数和平稳性指标影响较小;波深限值与车辆运行速度和车轮多边形谐波阶数成反比;轨道激扰不仅不会掩盖多边形的作用趋势,反而会极大的增加轮轨垂向力。通过对比Arc...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ICE 2阶和3阶多边形车轮
图1-2 ICE 2阶和3阶多边形车轮A Johansson在瑞典进行了大量的现场测试,包括旅客列车、货运列车、通勤列车和地铁上的99个车轮的车轮不圆(OOR)、踏面廓形和表面硬度,这些车轮运行了10×104km以上,制动方式包含踏面制动和盘形制动。采用机械接触式仪器对多边形车轮进行测量,并确定了名义滚动圆及其左右10 mm的位置。利用车轮表面粗糙度计算方法,获取各阶多边形的粗糙度。通过对比分析新轮和磨耗后车轮发现,货车和X2动车车轮圆周粗糙度波长大约在30-80 mm,且粗糙度水平较高,原因在于采用铸铁材料的踏面制动闸瓦;车轮在新造和镟修过程中使用的三爪卡盘会导致车轮初始三阶不圆[12]。
A Johansson在瑞典进行了大量的现场测试,包括旅客列车、货运列车、通勤列车和地铁上的99个车轮的车轮不圆(OOR)、踏面廓形和表面硬度,这些车轮运行了10×104km以上,制动方式包含踏面制动和盘形制动。采用机械接触式仪器对多边形车轮进行测量,并确定了名义滚动圆及其左右10 mm的位置。利用车轮表面粗糙度计算方法,获取各阶多边形的粗糙度。通过对比分析新轮和磨耗后车轮发现,货车和X2动车车轮圆周粗糙度波长大约在30-80 mm,且粗糙度水平较高,原因在于采用铸铁材料的踏面制动闸瓦;车轮在新造和镟修过程中使用的三爪卡盘会导致车轮初始三阶不圆[12]。A Johansson和J Nielsen通过现场试验和数值仿真,研究了不同类型车辆的多边形车轮对轮轨垂向力和轨道动态响应的影响。测试了不同轴重及速度下不同磨耗程度的多边形车轮的响应结果。使用车轮冲击载荷检测器测量轮轨垂向力,应变片和加速度传感器安装在钢轨和轨枕上以测量轨道振动响应。结果表明,大多数测量得到的轮轨垂向力低于瑞典目前采用的车轮镟修轮轨力限值,只有局部长波不圆会导致轮轨垂向力的幅值超过限值;通过对比实验数据,验证了数值模拟仿真结果的准确性,图1-4为现场测试得到的轮轨垂向力结果;确定了车轮多边形化会导致动态轮轨作用力中的低频成分增加,并对车辆和轨道上的部件产生损伤[13]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国高速铁路发展趋势分析[J]. 陈泳文. 绿色环保建材. 2018(11)
[2]新HX_D1型机车走行部异常振动分析与对策[J]. 周易. 电力机车与城轨车辆. 2018(04)
[3]动车组车轮高阶不圆度成因分析[J]. 孙海荣,蒋洁,刘先升,裴春兴. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]车轮非圆化磨耗问题研究进展[J]. 金学松,吴越,梁树林,温泽峰. 西南交通大学学报. 2018(01)
[5]高速客车车轮不圆对车辆振动影响的分析[J]. 罗光兵. 铁路计算机应用. 2017(07)
[6]车轮多边形对动力学性能影响研究[J]. 张旗,杨超,董孝卿,詹凌峰. 铁道机车车辆. 2017(03)
[7]高速车轮非圆化磨耗对轴箱端盖异常振动影响初探[J]. 刘佳,韩健,肖新标,刘晓龙,金学松,王鹏. 机械工程学报. 2017(20)
[8]轨道交通车辆车轮显著多边形提取方法[J]. 王瑞乾,李晔,储丽霞,张学飞. 噪声与振动控制. 2017(01)
[9]高速列车车轮非圆化与振动噪声关系跟踪试验研究[J]. 韩光旭,宋春元,李国栋,金学松. 城市轨道交通研究. 2017(02)
[10]基于Hilbert-Huang变换的列车车轮失圆故障诊断[J]. 李奕璠,刘建新,李忠继. 振动.测试与诊断. 2016(04)
博士论文
[1]高速列车车轮不圆机理及影响研究[D]. 袁雨青.北京交通大学 2016
[2]基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究[D]. 丁军君.西南交通大学 2012
[3]高速车轮失圆对轮轨动力作用的影响及其监测方法研究[D]. 宋颖.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高速列车车轮多边形的检测与识别方法研究[D]. 陈博.西南交通大学 2018
[2]地铁车辆车轮多边形形成机理探究[D]. 付彬.西南交通大学 2017
[3]基于轨道振动的车轮多边形机理研究[D]. 李贵宇.西南交通大学 2016
[4]高速车轮非圆化磨耗发生机理及转向架高频减振设计[D]. 刘佳.西南交通大学 2016
[5]CRH2型高速动车组车轮镟修策略的研究[D]. 庞松林.北京交通大学 2016
[6]高速列车车轮非圆化对振动噪声的影响及演变规律研究[D]. 韩光旭.西南交通大学 2015
[7]车轮不圆对轴箱转臂疲劳强度的影响[D]. 孙伟.西南交通大学 2015
[8]高速列车车轮多边形问题研究[D]. 陈伟.西南交通大学 2014
[9]高速动车组车轮不圆度试验及仿真研究[D]. 郑晓阳.北京建筑大学 2013
[10]轨道轮外形及不圆度检测研究[D]. 沈玉飞.西南交通大学 2011
本文编号：2938206
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：90 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
ICE 2阶和3阶多边形车轮
图1-2 ICE 2阶和3阶多边形车轮A Johansson在瑞典进行了大量的现场测试,包括旅客列车、货运列车、通勤列车和地铁上的99个车轮的车轮不圆(OOR)、踏面廓形和表面硬度,这些车轮运行了10×104km以上,制动方式包含踏面制动和盘形制动。采用机械接触式仪器对多边形车轮进行测量,并确定了名义滚动圆及其左右10 mm的位置。利用车轮表面粗糙度计算方法,获取各阶多边形的粗糙度。通过对比分析新轮和磨耗后车轮发现,货车和X2动车车轮圆周粗糙度波长大约在30-80 mm,且粗糙度水平较高,原因在于采用铸铁材料的踏面制动闸瓦;车轮在新造和镟修过程中使用的三爪卡盘会导致车轮初始三阶不圆[12]。
A Johansson在瑞典进行了大量的现场测试,包括旅客列车、货运列车、通勤列车和地铁上的99个车轮的车轮不圆(OOR)、踏面廓形和表面硬度,这些车轮运行了10×104km以上,制动方式包含踏面制动和盘形制动。采用机械接触式仪器对多边形车轮进行测量,并确定了名义滚动圆及其左右10 mm的位置。利用车轮表面粗糙度计算方法,获取各阶多边形的粗糙度。通过对比分析新轮和磨耗后车轮发现,货车和X2动车车轮圆周粗糙度波长大约在30-80 mm,且粗糙度水平较高,原因在于采用铸铁材料的踏面制动闸瓦;车轮在新造和镟修过程中使用的三爪卡盘会导致车轮初始三阶不圆[12]。A Johansson和J Nielsen通过现场试验和数值仿真,研究了不同类型车辆的多边形车轮对轮轨垂向力和轨道动态响应的影响。测试了不同轴重及速度下不同磨耗程度的多边形车轮的响应结果。使用车轮冲击载荷检测器测量轮轨垂向力,应变片和加速度传感器安装在钢轨和轨枕上以测量轨道振动响应。结果表明,大多数测量得到的轮轨垂向力低于瑞典目前采用的车轮镟修轮轨力限值,只有局部长波不圆会导致轮轨垂向力的幅值超过限值;通过对比实验数据,验证了数值模拟仿真结果的准确性,图1-4为现场测试得到的轮轨垂向力结果;确定了车轮多边形化会导致动态轮轨作用力中的低频成分增加,并对车辆和轨道上的部件产生损伤[13]。
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国高速铁路发展趋势分析[J]. 陈泳文. 绿色环保建材. 2018(11)
[2]新HX_D1型机车走行部异常振动分析与对策[J]. 周易. 电力机车与城轨车辆. 2018(04)
[3]动车组车轮高阶不圆度成因分析[J]. 孙海荣,蒋洁,刘先升,裴春兴. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2018(02)
[4]车轮非圆化磨耗问题研究进展[J]. 金学松,吴越,梁树林,温泽峰. 西南交通大学学报. 2018(01)
[5]高速客车车轮不圆对车辆振动影响的分析[J]. 罗光兵. 铁路计算机应用. 2017(07)
[6]车轮多边形对动力学性能影响研究[J]. 张旗,杨超,董孝卿,詹凌峰. 铁道机车车辆. 2017(03)
[7]高速车轮非圆化磨耗对轴箱端盖异常振动影响初探[J]. 刘佳,韩健,肖新标,刘晓龙,金学松,王鹏. 机械工程学报. 2017(20)
[8]轨道交通车辆车轮显著多边形提取方法[J]. 王瑞乾,李晔,储丽霞,张学飞. 噪声与振动控制. 2017(01)
[9]高速列车车轮非圆化与振动噪声关系跟踪试验研究[J]. 韩光旭,宋春元,李国栋,金学松. 城市轨道交通研究. 2017(02)
[10]基于Hilbert-Huang变换的列车车轮失圆故障诊断[J]. 李奕璠,刘建新,李忠继. 振动.测试与诊断. 2016(04)
博士论文
[1]高速列车车轮不圆机理及影响研究[D]. 袁雨青.北京交通大学 2016
[2]基于蠕滑机理的重载货车车轮磨耗研究[D]. 丁军君.西南交通大学 2012
[3]高速车轮失圆对轮轨动力作用的影响及其监测方法研究[D]. 宋颖.北京交通大学 2010
硕士论文
[1]高速列车车轮多边形的检测与识别方法研究[D]. 陈博.西南交通大学 2018
[2]地铁车辆车轮多边形形成机理探究[D]. 付彬.西南交通大学 2017
[3]基于轨道振动的车轮多边形机理研究[D]. 李贵宇.西南交通大学 2016
[4]高速车轮非圆化磨耗发生机理及转向架高频减振设计[D]. 刘佳.西南交通大学 2016
[5]CRH2型高速动车组车轮镟修策略的研究[D]. 庞松林.北京交通大学 2016
[6]高速列车车轮非圆化对振动噪声的影响及演变规律研究[D]. 韩光旭.西南交通大学 2015
[7]车轮不圆对轴箱转臂疲劳强度的影响[D]. 孙伟.西南交通大学 2015
[8]高速列车车轮多边形问题研究[D]. 陈伟.西南交通大学 2014
[9]高速动车组车轮不圆度试验及仿真研究[D]. 郑晓阳.北京建筑大学 2013
[10]轨道轮外形及不圆度检测研究[D]. 沈玉飞.西南交通大学 2011
本文编号：2938206
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