钢轨波磨对地铁车辆动力学响应的影响

建立地铁车辆-轨道耦合动力学模型,将钢轨视为弹性离散点支撑的无限长Timoshenko梁,将实测钢轨短波波磨不平顺数据作为不平顺激励.通过数值计算得到在科隆蛋扣件线路上不平顺发展过程中车辆动力学响应的变化情况.随着短波波磨不平顺幅值的增大,轮对和转向架的横、垂向加速度以及轮轨横、垂向力均呈增大趋势,且受不平顺程度的影响较大.结果表明钢轨波磨主要影响车辆系统的垂向振动.     

列车横向振动与轨道不平顺输入关系研究

利用小波变换和互相关函数分析了列车横向振动与轨道不平顺输入之间关系。轨道不平顺输入引起了列车横向振动, 为了抑制横向振动并预测其变换规律, 需要研究两者之间关系。首先利用Simulink软件建立了列车横向系统模型, 模拟列车横移、侧滚和摇头振动信号; 然后利用小波变换和互相关函数分析了上述三种振动与轨道方向、水平不平顺输入之间关系。仿真结果表明, 水平不平顺与横移和摇头振动之间的互相关函数大于方向不平顺, 而方向不平顺与侧滚振动之间的互相关函数大于水平不平顺。结果证实了水平不平顺是引起列车横移和摇头振动的重要因素, 方向不平顺是引起列车侧滚振动的重要因素。     

铁路行车中的轮轨接触问题探讨研究

本文基于ANSYS12.0平台,考虑当前铁路运输的高速、重载工况,对轮轨接触问题进行了有限元模拟计算。通过对轮轨之间的不同摩擦因数情况进行分析,得到了对于工程制造具有指导意义的合适的摩擦因数。对列车在水平直轨道和弯道上两种工况下进行分析知道,轮轨之间的横向挤压是不可忽略的,横向挤压是影响列车安全性的重要因素。     

SDE网络在高速列车转向架未知故障诊断中的应用

转向架作为高速列车车体与轨道的连接部位,承载着保证列车在轨道上安全运行的重任.然而,在列车长期服役过程中,轨道不平顺以及轮轨磨耗等原因会造成转向架部件故障,严重影响列车的安全运行.实际运行过程中故障的发生具有随机性,无法将转向架故障诊断简单归类于已知组别分类问题.针对深度学习无法辨别未知故障的缺陷,在卷积神经网络(CN...     

基于布朗桥的铁路轨道不平顺建模方法

铁路轨道不平顺作为列车振动的主要振源,直接影响到列车行驶的安全性与旅客的舒适性。正确地对轨道不平顺建模是进行列车动力学仿真的基础。为了更贴近问题的实际物理背景,准确快速地建立轨道不平顺模型,在分析比较目前已有不平顺建模方法的基础上,提出了一种基于布朗桥的建模方法。经验证该方法在均值、方差、自相关系数等统计特征上很好地满足实际问题的需求。在应用的过程中可以通过选择布朗桥的跳跃次数、基本随机变量的分布,及布朗运动的方差来逐步控制模型精度。相比其它缺乏物理背景的方法,这种方法生成的时间序列有明确的物理意义,不需要进行时频的多次转换,简洁、实用。     

地铁线路扣件刚度对钢轨振动与波磨的影响

为探明整体道床轨道区段波磨发生机理及其对轮轨系统参数的影响规律,建立轮对和整体道床轨道三维有限元模型,分析轮轨共振模态与整体道床钢轨振动特性,探讨钢轨扣件刚度和轮对振动模态对整体道床区段钢轨波磨的影响规律.结果 表明:钢轨扣件刚度主要影响钢轨起跳共振频率,而对钢轨pinned-pinned共振频率影响甚微;较低的扣件刚度将激发钢轨较大的振动,在特定频段上过大的钢轨振动会导致对应波长波磨的加剧,进而加速波磨的发展;钢轨在358 Hz下的横向弯曲变形是地铁整体道床区段线路产生特征波长为40 mm波磨的主要原因,故可采取减振措施抑制轮轨系统在358 Hz处的横向振动响应,从而抑制波磨的产生和发展.     

机车轨道平顺性滤波优化设计与仿真研究

研究机车轨道平顺性滤波优化问题,轨道不平顺作为机车车辆轨道耦合系统的激励源,对列车动态平稳性和舒适度影响很大.目前轨道不平顺信号处理系统中移变数字滤波器的设计多采用分级离线的方法,因而导致计算量大、设计效率低.针对上述问题,提出一种基于牛顿插值算法的有限长冲激响应(FIR)移变数字滤波器设计方法,通过改变原型滤波器分数延迟单元,可实现选择性的提取轨道不利波长不平顺信号.仿真结果表明,所设计的滤波器性能和理论一致,具有稳定的频响移变特性,对机车轨道不平顺信号实时提取准确有效,易于工程实现.     

基于EMD的小波脊线法轨道检测

轨道的波浪弯曲不平顺是引起列车振动的直接因素。针对波浪不平顺提出了一种新的检测方法。基于经验模态分解的小波脊线法,滤去原始信号的高频部分,再对低频分量进行EMD处理,提取包含了故障信息的固有模态函数分量（IMF）的小波脊线。通过分析小波脊线的时频域,检测出突变信号发生的时刻。对列车在某线路的实测数据分析,研究结果表明,基于EMD的小波脊线法能方便而有效地检测出信号的突变成分,从而准确地识别轨道的不平顺位置。     

基于STM32的轨道方向不平顺检测系统设计

轨道不平顺是影响列车乘坐舒适性和平稳性的主要激励源,对轨道不平顺信号进行准确检测和有效的分析处理,以尽可能提高铁路维修效率,保障高速列车行车安全。为了准确检测轨道方向不平顺信号,基于惯性基准法原理,研制了以STM32F103 Cortex-M3 ARM处理器为控制核心的自动化检测系统。系统调理采集包括伺服加速度计、陀螺仪、倾角仪等多路传感器转换而来的模拟信号,然后传输到车载服务器中分析处理。检测结果以实时波形图的形式显示,能够准确有效地判断不平顺状态。     

实时动态检测钢轨状态系统

实时动态钢轨检测系统采用激光近红外线状光源,CCD技术及计算机图像处理等技术,对轨道的不平顺进行检测,通过计算机设计适应本系统的图像处理软件,获得其不平顺参数,给铁路的安全运行提供可靠的信息依据.     

长春轻轨3号线钢轨轨底坡对列车车轮磨耗的影响

摘要： 为探究小半径曲线钢轨轨底坡对车轮磨耗的影响规律,建立长春市轻轨3号线70%低地板轻轨列车车轮磨耗预测分析模型,包括独立旋转轮对的车辆 轨道耦合动力学计算模型、轮轨接触模型和Archard材料磨耗模型,并采用这些模型分析轻轨列车通过小半径曲线轨道时轨底坡对车轮磨耗的影响。分析结果表明：轻轨列车通过小半径曲线轨道时,动车轮对的磨耗程度比拖车轮对更严重,动车轮对总磨耗量为拖车轮对总磨耗量的159%;从轮对自身来看,内侧车轮的磨耗均比外侧车轮的磨耗严重,内侧车轮总磨耗量为外侧车轮总磨耗量的165%;钢轨轨底坡对车轮磨耗的影响显著,车轮踏面最大磨耗量出现位置随轨底坡变化的规律较为复杂,车轮轮缘磨耗量在轨底坡为1/20时最小。     

基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价

针对目前轨道检测数据以幅值超限统计的方式评价轨道平顺状态而未考虑轮轨关系及车辆实际响应的问题, 提出一种基于车辆响应计算的地铁轨道平顺状态评价方法。该方法引入随机振动虚拟激励法对车辆动力学模型的响应谱进行计算, 再由响应谱计算得到平稳性指标, 指出在车辆动力学参数稳定状态下, 平稳性指标可用于对轨道平顺状态的判定。不同车速下高级别轨道谱的平稳性指标均优于低级别轨道谱, 结果表明该方法可对轨道的整体状态进行量化评价。该算法可用于深入分析轨检数据, 并为轨道状态评价提供新的思路。     

基于TAX2的列车轮轨润滑控制系统的研制

论述了机车轮轨润滑机理,说明了系统的工作原理和工作流程,给出了基于TAX2的列车轮轨润滑控制系统的研制方法,并对系统结构和组成进行了分析。解决了检测信息以统一时间、公里标作为基准座标记录的问题,同时也解决了数据的转储、分析管理和车地信息传输问题。实践表明:该装置通用性强,减小了列车轮缘与钢轨的磨损量,节约了资源,提高了机车的周转率和利用率。     

基于数据驱动的CRH高速列车悬挂系统早期故障检测

作为CRH(China railway high-speed)高速列车的重要组成部分,悬挂系统的可靠性对列车的安全运行和乘坐舒适性具有重要意义,为此,利用悬挂系统传感器数据,提出一种基于数据驱动的早期故障检测方法.首先,根据系统动态搭建列车悬挂系统Simpack模型,其中作动器的主动控制力作为系统输入,轨道不平顺由不平...     

横风下高速列车系统动力学的平衡状态法

基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种快速计算横风下高速列车系统动力学行为的平衡状态方法.首先,忽略轨道不平顺并利用流固耦合联合仿真方法计算横风下高速列车的平衡状态;然后,将平衡状态下的气动力加载到车辆-轨道耦合动力学模型并计算高速列车动力学响应.利用建立的平衡状态方法,研究了列车在速度为13.8 m/s的横风下以350 km/h速度运行时的流固耦合动力学行为.比较了平衡状态方法和联合仿真方法两种方法下列车姿态、安全性和舒适性指标的差异,计算结果差别在3.26%以内.研究结果表明:平衡状态方法计算横风下高速列车流固耦合的效率更高.     

柔性轮对结构振动对车辆动力学性能的影响

为研究轮对柔性对车辆动力学的影响,建立高速列车轮对的有限元模型,对轮对进行自由模态分析.通过模态综合法获取柔性轮对模态信息,应用多体系统动力学理论建立柔性轮对-刚性轨道接触力学模型;建立包含高速旋转柔性轮对的车辆-轨道耦合动力学模型,研究高速列车在直线和曲线通过时轮对结构振动对车辆动力学性能的影响.结果表明:轮对的结构振动对轮轨接触点位置、蠕滑率、蠕滑力和脱轨因数等均产生较明显的影响,但是对轮重减载率影响较小,因此应采用更加精确的柔性轮轨耦合模型研究轮轨相互作用、轮轨滚动接触疲劳和轮轨噪声等.     

基于光敏传感器导轨磨耗检测系统的研究

文主要对DX-10全固态发射机出现机车是通过轮轨间的摩擦力来传递驱动力和制动力,而轮轨间的摩擦则会导致钢轨磨耗的产生。当磨耗超过一定限度,一方面将增加钢轨与机车车轮踏面的接触面积,使得运行阻力增大,对机车的行车安全造成极大的影响;另一方面机车车辆会发生剧烈摇摆,严重影响乘客旅行的舒适度,所以需要定期地对钢轨磨耗程度进行检测,钢轨的技术状态是否完好,直接影响着列车能否按规定的速度安全、平稳和不间断的运行,本文讨论了利用光的反射原理在钢轨磨耗的自动检测系统中的应用,全面的阐述了系统的工作原理及解决方案。实践证明本系统具有实时测量、速度快,精度高、方便移动等特点。     

基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测

机车轮轨接触点位置的变化能够直观地反映出轮轨的接触状态。针对当前摄像机检测方法难以全面拍摄到轮轨接触点位置的缺点,设计了一种基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测方法。该方法采用摄像机与激光源相组合的方案,把摄像机与激光源分别安装在转向架上且与地面保持一定的角度,巧妙地将轮轨相对横移测量转换为激光源在轨道内侧表面光斑中心点位置的提取。实验结果表明,该方法实现了轮轨相对横移数据实时采集和存储,对高速机车稳定性和安全性研究具有重要的实际意义。     

列车动力学模型时变环境参数自适应辨识

考虑列车制动性能与制动距离对列车安全的重要影响, 分析了列车运行的动力学特性, 构建了列车离散化制动模型,并针对影响列车制动性能的关键参数 — 钢轨粘着系数难以直接观测、随钢轨环境变化的特点, 提出基于滑动窗口与最大期望理论的轮轨粘着系数在线辨识算法. 首先, 依据数据特征确定滑动窗口位置与窗口尺寸; 然后, 构造列车动力学模型参数的条件数学期望, 并结合粒子滤波与粒子平滑算法以及贝叶斯理论, 估计预设模型参数下的列车运行状态; 在此基础上, 分析粘着系数的后验概率, 并极大化条件数学期望对模型参数预设进行优化更新, 进而实现模型真实参数的逐步逼近. 最后, 考虑雪地、隧道等场景下的粘着系数变化, 对本文方法进行了仿真验证, 并数值分析了粘着系数对制动距离的影响. 仿真结果表明本文算法可快速、准确地对粘着系数进行实时辨识, 掌握轮轨间实时粘着状态.     

基于PCA和SVM的轨道不平顺状态识别

为快速识别轨道不平顺中存在的短波不平顺类型,提出基于主成分分析(PCA)和支持向量机(SVM)进行轨道不平顺状态识别的方法.首先提取轴箱加速度的特征参数,并采用主成分分析法对特征参数进行降维处理,提取出轨道不平顺的主元特征;然后构建支持向量机多分类器,以不同不平顺类型下轴箱加速度数据来验证模型的准确性;最后对实测数据进行轨道不平顺识别.通过对不同轨道不平顺下轴箱加速度的分析,结果表明该方法能够有效地实现一定区段内轨道不平顺类型的识别.