弹性车轮动力学复合模型及其性能研究

为深入研究轻轨车辆弹性车轮的动力学作用,基于压剪复合型弹性车轮的结构,在弹性车轮动力学传统模型的基础上,综合考虑弹性车轮轮芯相对于轮毂的6个自由度,建立弹性车轮动力学复合模型。利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真计算,对比分析传统模型和复合模型下弹性车轮车辆以及刚性车轮车辆的临界速度、平稳性、曲线通过性能和轮轨磨耗等指标。结果表明:由于传统模型未考虑车轮与车轴之间的偏转刚度和轮对两车轮之间的扭转刚度,因此计算误差较大;采用复合模型得到的弹性车轮车辆的临界速度、运行平稳性指标,以及通过小半径曲线时的轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等较刚性车轮车辆都有不同程度的降低;弹性车轮车辆的轮轨磨耗情况在直线通过时与刚性车轮车辆的相似,而曲线通过时相比刚性车轮车辆降低了约5.3%。     

轨道交通弹性车轮轮箍承载特性研究

针对轮箍在运用过程中的疲劳失效问题，结合弹性车轮结构特点和承载原理，对轮箍的承载特性及相关影响因素进行系统研究，以提高轮箍的承载强度和弹性车轮运用安全性。为了精确分析弹性车轮轮箍在弹性支撑下的应力特性，基于有限元理论，建立了考虑橡胶块弹性离散支撑的轮箍承载特性参数化计算模型，对不同车轮刚度、轮箍厚度和车轮直径等结构参数下的轮箍应力状态分布、动态变形量、应力幅值等进行了研究。研究结果表明，在车轮运行过程中，轮箍内表面和外表面应力分布均呈“W”形变化趋势，其中内表面以拉应力为主，外表面以压应力为主；随着轮箍厚度、车轮刚度的增大，轮箍承载性能和安全性得到改善；但随着车轮直径的增大，轮箍的承载强度呈降低趋势，因此对于直径较大的弹性车轮应当适当增大车轮刚度及轮箍厚度，以确保轮箍的安全性能。文章的研究方法和结果为弹性车轮结构及性能优化提供了可靠的设计依据，为提高弹性车轮的运用安全可靠性提供了极强的指导作用和参考价值。     

城布轨道交通列车测速系统及算法比较研究

城市轨道交通列车测速系统通常采用多传感器融合方式实现.综合分析了各种速度采集设备的原理、功能、性能及接口,对比了主流测速系统的配置方案、安装布置及系统结构.不同测速算法的设计思路不同:车辆参数法是在车辆防滑控制研究的基础上,提炼出信号系统判定车轮打滑的经验参数;实时检测法则是基于信号系统自身的速度采集设备判定车轮打滑,更加准确、贴近现场实际工况.     

城市轨道交通列车测速系统及算法比较研究

城市轨道交通列车测速系统通常采用多传感器融合方式实现。综合分析了各种速度采集设备的原理、功能、性能及接口,对比了主流测速系统的配置方案、安装布置及系统结构。不同测速算法的设计思路不同:车辆参数法是在车辆防滑控制研究的基础上,提炼出信号系统判定车轮打滑的经验参数;实时检测法则是基于信号系统自身的速度采集设备判定车轮打滑,更加准确、贴近现场实际工况。     

城轨车辆弹性车轮参数优化及其线路适应性研究

通过建立弹性车轮车辆—轨道耦合系统模型,推导出系统运动微分方程;利用Simpack动力学软件建立弹性车轮车辆动力学模型,并基于车辆的运行平稳性和曲线通过性能对弹性元件的径向刚度和垂向刚度进行优化。利用优化后的刚度对弹性车轮与刚性车轮在不同的轨道线路上的适应性进行研究。结果表明,弹性元件径向刚度和横向刚度的比率在0.75~1.5范围内取值能得到较理想的动力学性能;轨道线路条件越差,弹性车轮的作用越明显。     

分块式橡胶弹性车轮的研制

弹性车轮通过在轮箍和轮心之间增加弹性元件,避免了金属的直接接触,可以大幅度减少车辆运行时的噪音和振动,减少车辆对环境的影响,提高乘客舒适性。文中对弹性车轮的结构及材料进行了研究,通过计算及各项性能试验表明,该块状式弹性车轮具有良好的刚度和疲劳性能,车轮综合性能满足产品的设计要求。目前该车轮已通过各项考核,顺利装车运用。     

出口铁路货车用40t轴重高硬度车轮生产实践

针对国外40 t轴重车轮需求,开发了一种采用Si-Cr合金化的车轮新材料和与之相配套的热处理工艺,通过生产实践现已形成一整套40t轴重重载车轮生产制造技术集成。经综合性能测试,实物综合性能控制稳定,相比北美AAR M107/M208标准中的C级车轮具有更良好的综合力学性能和抗接触疲劳性能。     

磁滞式离合器在电动转辙机中的应用探讨

针对铁路道岔电动转辙机中常用的干式离合器应用现状,在分析其优缺点的基础上,研制了一种新式的磁滞式离合器,具有无接触式打滑、输出转矩稳定、耐老化性能好、免维护等优点。重点阐述磁滞式离合器的主要构成,测试打滑转矩,分析可能的失效形式,并通过行业相关试验进行验证。试验结果表明:该离合器对于电动转辙机有良好的创新应用前景,对提升转辙机的可靠性有积极意义。     

200km/h六轴大功率客运电力机车故障态动力学性能分析

针对弹性架悬的2C0轴式200 km/h大功率客运电力机车,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了该机车动力学模型,对不同速度下机车各减振器故障态工况进行了动力学分析,并相应计算高干扰线路不平顺下机车最高运行速度.结果表明:只有当车轮磨耗接近限度,抗蛇形减振器失效以及前后转向架二系垂向减振器全部失效时,机车才不能达到...     

螺栓失效对压剪复合型弹性车轮强度安全性影响

弹性车轮螺栓用以紧固轮芯和安装环,在工作过程中承受预紧力和拉伸载荷,其应力状态对弹性车轮的运行安全至关重要。通过建立弹性车轮三维有限元模型,模拟螺栓在螺栓载荷作用下的初始受拉状态,利用接触单元和目标单元模拟各部件之间的接触状态,设置过盈量模拟轮芯与安装环之间、橡胶与轮辋之间的初始过盈接触状态。参考国际铁路联盟标准UIC 510-5和欧洲标准EN 13979-1,计算分析螺栓失效对弹性车轮整体静强度的影响。研究结果表明,螺栓未发生失效时,车轮各部件的危险系数均不超过0.61;综合分析多种工况下轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的最大Von-Mises应力,其应力均随螺栓失效个数的增加而增大;螺栓失效后,运行工况下轮辋的最大Von-Mises应力无明显变化;当5个螺栓发生失效后,轮辋、轮芯、安装环、螺栓和橡胶块的危险系数分别为0.27, 0.92, 1.01, 0.95, 0.40。所得结论可为轨道车辆弹性车轮静强度校核提供参考。