基于磨耗数据统计模型的镟轮决策优化

针对目前地铁车辆车轮等级镟修而导致的镟修不合理问题,提出一种基于磨耗数据统计模型镟轮决策优化方法。基于广州地铁8号线的轮对磨耗数据,首先利用SPSS分析轮径磨耗和轮缘磨耗与轮缘厚相关性;其次建立基于状态转移过程的轮缘磨耗模型和基于数理统计模型的轮径磨耗模型;然后研究单个车轮的单级和多级镟修控制限策略,并通过蒙特卡罗仿真分析比较两种控制限策略的优劣。结果表明,多级镟修控制限策略大大提高车轮使用寿命,节约列车运营成本。     

CRH380B动车组轮对高级修轮缘厚限值优化的可行性研究

为了优化CRH380B动车组轮缘厚高级修镟修限值,基于不同轮缘厚条件下的轮对磨耗规律和车辆动力学性能分析,采用多体动力学软件和Archard磨耗理论联合仿真求解的方式,利用非线性磨耗模型对车轮磨损进行预测,并使用多体并行仿真方法实时更新状态参数和接触力。结合仿真计算分析结果,并与实测数据对比,可发现当车辆运行速度低于350 km/h时,轮缘厚度对轮径磨耗量无明显影响;当车轮发生磨耗后,设置不同轮缘厚车轮的动车组均保持良好的动力学性能。因此,在保证车辆运行品质和安全性的基础上可以将高级修轮缘厚镟修限值降低至28 mm,提高车轮使用寿命,降低动车组运营成本。     

基于轮对磨耗数据数理统计的轮对镟修策略多目标优化

轮对是保证地铁列车平稳安全运行的重要部件,对其进行磨耗状况的监测是车辆日常维护的必要内容。轮对镟修次数过多会缩短轮对使用寿命,增加维修成本,因此需要确定最优镟修策略,以延长轮对使用寿命。基于上海轨道交通4号线车辆轮对磨耗量数据进行数理分析,选择轮缘厚、轮径作为模型参数,在现有数据的基础上,建立数学模型;通过Matlab软件进行轮对磨耗仿真计算,得到各镟修策略下轮对使用的寿命和镟修次数,通过最少镟修次数来实现轮对最长的使用寿命为优化目标。最终确定了最优镟修策略集,并得到当前使用的镟修策略下的轮对理论磨耗曲线,可为后续轮对尺寸监测提供参考,并对轮对异常磨耗等问题进行提前预警。     

动车组轮对踏面镟修策略分析

基于现有轮对的管理现状和踏面镟修标准,统计分析不同车型轮对踏面等效锥度、轮对磨耗以及镟修比例系数等的变化;建立了轮对质量监控平台和流程,以轮缘厚度和轮径的变化为参考指标,考虑全列车的轮对磨耗情况,提出轮对踏面镟修策略模型、管理流程和轮对踏面镟修策略设计流程,并通过实际应用,对比分析采用踏面镟修策略和传统踏面镟修的差异,指出采用踏面镟修策略的轮对整体镟修量有所降低,有助于延长轮对的使用寿命。     

天津地铁1号线车轮运用现状分析

分析天津地铁1号线列车车轮磨耗以及其他损伤情况。为减少轮径切削,延长车轮寿命,应控制和降低车轮磨耗,同时选择合适的车轮镟修方式。从实际运用角度考虑,提出经济镟修、等级镟修、定修时车轮互换、列车运用中的合理调头周期,以及安装轮缘润滑装置,减少轮轨磨耗的措施。     

CRH_(3C)型动车组薄轮缘车轮外形设计与运用

对京津城际铁路CRH3C型动车组车轮磨耗、车辆振动性能进行长期跟踪试验研究。研究发现部分动车组车轮镟修后车体横向失稳,而镟修后车轮外形等效锥度过小是车体失稳的主要原因。通过理论分析与试验研究,确定新的系列薄轮缘车轮形面设计原则为:提高轮轨等效锥度;统一轮缘高度;高次曲线连接轮缘根部与踏面外形。通过仿真计算、试镟修与线路运用考核薄轮缘车轮外形。仿真计算和线路测试结果表明:京津城际铁路CRH3C型动车组车轮采用该系列薄轮缘外形镟修后,轮轨等效锥度为0.17,动车组车体失稳现象消失,构架稳定性和运行平稳性均满足标准要求,直径镟修量控制在2mm以内。     

高速动车组车轮踏面镟修策略研究

车轮踏面镟修策略主要包括车轮镟修周期的制定和镟修用车轮踏面外形的制定。通过对高速动车组振动性能和车轮磨耗状态的长期跟踪测试,确定高速动车组车轮镟修策略的制定原则和评价方法。在此基础上,结合京津城际铁路CRH3C型动车组典型振动性能、车轮外形和磨耗状态的实测数据,研究高速动车组的车轮镟修周期;对比分析国外镟修用车轮踏面外形制定方法,设计出18种高速动车组镟修用车轮踏面外形,并对现场最为需要的28,29和30mm这3种薄轮缘外形的车轮进行轮轨接触几何关系和动力学性能仿真计算。结果表明:高速动车组镟修策略应从高速动车组的运用状态、主要运营线路和车辆设计参数3个方面综合考虑;京津城际铁路CRH3C型动车组车轮镟修周期可定为30万km;轮轨接触几何和动力学仿真验证了为CRH3C型动车组新设计的镟修用薄轮缘车轮的临界速度均在400km.h-1以上,其运行稳定性与原型车轮相差不大。     

广州地铁LM型车轮踏面奇数轮缘厚度等级镟修研究

在地铁车辆现有偶数轮缘厚度等级基础上,通过安全性仿真计算、镟修试验和跟踪、平稳性测试等方法,研究增设奇数轮缘厚度等级的可行性,以减少在恢复轮缘厚度情况下所造成的车轮直径浪费,延长车轮使用寿命,降低车轮维修成本,提高车轮镟修经济性。研究成果可为地铁车辆推广奇数轮缘等级镟修提供参考。     

基于不同轮缘厚度轮对外形镟修方案研究

地铁列车的轮对磨耗状况关系到列车的运行安全及稳定性,当轮对磨耗超限时应及时镟修。结合不同的LM型轮缘踏面外形、轮对磨耗形式、镟修经验,提出基于不同轮缘厚度的轮对外形镟修方案,对延长轮对使用寿命、提高镟修作业效率具有重要的意义。     

LMD车轮外形的直径旋修量影响因素及对应措施研究

车轮直径旋修量由单次旋修的车轮旋修量,轮辋旋修次数决定。单次旋修量由旋修方法,旋修时的目标外形决定,而旋修次数由车轮轮踏面的磨耗规律及旋修周期决定。通过理论分析和旋修验证,分析了CRH1型动车组系列LMD系列薄轮缘外形的单次直径旋修量偏大原因;统计分析了东南沿海26列CRH1型动车组轮缘踏面磨耗规律,以及旋修过程的轮径差、径跳、直径旋修量,轮径差等参数,在此基础之上预测了不同旋修方法的车轮使用寿命。研究结果显示:LMD系统薄轮缘外形是造成直径旋修量偏大的原因之一;依据既有车轮磨耗规律和旋修方法,CRH1型动车组车轮使用寿命均在3.3×106 km以上;通过计算,车轮寿命最大旋修方法为:高级修时车轮恢复为轮缘厚度为30mm的薄轮缘外形;其他服役过程旋修时,车轮外形恢复为与磨耗后轮缘厚度最近的薄轮缘外形,但最小轮缘厚不能小于为28mm。     

动车组轮对精准镟修管理系统及其应用

介绍了动车组轮对精准镟修管理系统。该系统基于车轮磨耗机理和车轮磨耗数据,建立车轮磨耗规律模型和镟修规律模型,进而建立车轮退化规律和寿命预测模型;同时基于车轮失效机理、车轮维修数据,建立车轮多边形风险预测模型和滚动接触疲劳模型,实现车轮失效风险预测;在车轮磨耗、镟修、寿命预测、风险预测模型的基础上,以车轮全寿命周期检修综合成本为目标,建立车轮运用维修决策模型,实现车轮状态修和计划预防修。实践证明,动车组轮对精准镟修管理系统可有效降低轮对运维成本。     

钢轨打磨对动车组轮轨匹配及磨耗影响研究

为解决动车组车辆在运行中出现的晃车及加速度异常情况,对磨耗后钢轨型面进行打磨,并通过仿真分析以及跟踪测量对打磨效果进行评估。分析结果表明,打磨后轮轨接触点对分布较打磨前更窄,分布于滚动圆附近,轮对发生横移时滚动圆半径变化较小,但由于其较小的接触面积导致接触应力较大,易产生较大的垂磨;打磨后钢轨匹配时由于等效锥度较小,对车辆运行稳定性及车体振动起到改善作用;打磨后钢轨的磨耗位置居中,磨耗面积小但垂直磨耗大,在运行一段时间后,轮轨接触光带会缓慢增大。因此,钢轨打磨缓解了车辆运行过程中构架横向加速度异常的情况,虽其滚动圆处垂磨较大,但其总磨耗量较打磨前小,且降低了对钢轨的损伤,有利于延长钢轨的寿命。     

基于实测应力的动车组制动盘盘毂服役特性

针对仿真或仅考虑紧急制动状态下动车组制动盘盘毂安全性分析中存在的不足,基于盘毂应力在线测试,分析动车组高速运行和不同制动方式下盘毂的频谱特性和成分特性;考虑应力集中,根据静力等效原则进行毂齿根部的应力线性化,分析不同制动方式对盘毂疲劳损伤的影响;采用指数模型拟合和核密度估计相结合的方法,推理97.5%置信度下的盘毂实测应力谱,并考虑车轮镟修前后盘毂损伤演化和材料强度退化,评估盘毂服役安全性。结果表明:盘毂载荷振动频率主要分布在0~71 Hz和341~680 Hz频带,车轮镟修可有效降低341~518 Hz频带内的载荷振动、消除518~680 Hz频带内的载荷振动;动车组高速运行和车轮状态不良是造成盘毂损伤的主要原因;若按盘毂服役寿命为1500万km计算,盘毂疲劳薄弱区的等效应力为37.4 MPa,累积损伤为0.61,该结果可为盘毂的结构设计和检修维护策略制定提供依据。     

某和谐号动车组运营中轮对内侧距变化规律研究

轮对内侧距是保证动车组运营中动力学性能稳定和运营安全的重要参数.通过该参数的大样本分析发现,运营中的某和谐号动车组轮对内侧距存在明显的变化规律,轮对微动、轮辋碾宽、辐板微变形等因素是引发轮对内侧距变化的主要原因.为保证动车组正常、安全运营,轮对运用修及高级检修时,需按要求检测轮对内侧距,超出标准要求时应及时更换轮对或对...     

铁路货车制动梁对车轮磨耗影响的调查分析

铁路货车提速后车轮磨耗加剧,把握磨耗规律,采取有效减磨措施是亟待解决的课题.通过对铁路货车中拉杆式制动梁在缓解状态的理论受力分析及制动状态横移的调研统计,发现制动时固定杠杆与游动杠杆侧制动梁反向横移,1、4、6、7位轮瓦磨耗位置贴近轮缘;通过车轮磨耗调研发现,车轮踏面先于轮缘磨耗,且支点侧的2、4、6、8位车轮磨耗量偏...     

基于PSO-MK-ELM的动车轮对尺寸预测模型

动车轮对安全尺寸预测为动车安全性评估提供了依据。由于轮对尺寸变化受到运行环境等因素影响的复杂性,提出了一种适用于动车轮对尺寸数据的粒子群优化多核极限学习机(PSO-MK-ELM)预测模型。将多项式核函数和径向基核函数加权构成的多核函数(MK)引入极限学习机中,并采用粒子群优化算法对模型的4个关键参数进行寻优。针对CRH2车型的动车车轮直径数据,通过对比不同算法的预测结果,验证该方法的合理性和准确性。预测结果表明,在动车轮对尺寸数据的预测上,PSO-MK-ELM预测模型能够获取比BP模型、ELM模型和3种常用KELM模型更好的拟合优度、均方差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差,验证了模型在动车轮对尺寸预测上的有效性。     

青藏客车轮对旋修经济性分析

针对青藏铁路客车轮缘异常磨耗导致的轮对旋修问题进行了经济性分析。研究认为,在满足轮缘应用限度的前提下,轮缘厚度越小时旋修轮对越经济。     

大秦铁路货车车轮磨耗问题的调查与研究

通过对重载货运专线——大秦铁路运行的货车车轮磨耗数据的统计、分析和对铁路货车运用中出现的闸瓦磨耗等问题的分析,将影响铁路重载运输货车车轮磨耗的主要因素归结为:货车轴重、货物周转量、闸瓦质量、车轮硬度及同一轮对两车轮的轮径差。采用车辆动力学仿真方法,研究车轮轮缘磨耗与踏面磨耗间的关系。结论表明,推广应用新型C级钢车轮以提高车轮踏面及轮辋硬度、控制同一轮对两车轮的轮径差、研制新型高摩合成闸瓦等措施是降低车轮踏面磨耗并使车轮踏面磨耗均匀化的有效途径;铁路货车采用状态修的维修管理办法是控制和降低轮缘磨耗发生的有效手段。