关于高速车轮轻量化的设计问题

根据高速列车辆运行的特点，对高速车轮轻量化设计的若干问题进行分析和论述。车轮的轻量化是提高高速车轮运行安全性，可靠性的重要内容，采用优化设计的薄轮大圆弧辐板轻型车是在目前生产工艺条件下实现车轮轻量化的重要途径。     

高速列车轻量化与节能分析

轻量化是高速列车的节能措施之一。从列车动力需求角度分析列车质量对牵引/制动特性的影响,提出一种基于动力需求的高速列车轻量化质量计算方法,分析列车轻量化前后的节能情况。结果表明:列车质量对高速列车牵引总功率影响较小,主要影响恒转矩区特性;动车质量对恒功率起点速度影响较大且为负相关;一定动力指标条件的高速列车,其轻量化质量下限值是确定的,对于4M4T编组时速350 km高速列车,其轻量化质量下限值约为328.23 t;高速列车轻量化主要为拖车轻量化,轻量化主要降低制动过程能耗,轻量化质量下限时的制动过程能耗降低约33.42%。     

轮对柔性对车辆动态曲线通过性能的影响研究

为了研究车辆系统中轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能的影响,运用多体系统刚柔耦合动力学理论,通过有限元软件ANSYS将轮对柔性化处理后导入多体动力学软件UM中,建立考虑轮对为柔性的某型高速车辆刚柔耦合动力学模型,研究轮对柔性对高速车辆动态曲线通过的各项安全性能指标及平稳性的影响,对比分析不同工况下轮对刚性与柔性对高速车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明:刚柔耦合动力学模型的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和垂向平稳性指数较多刚体动力学模型均有不同程度的降低,而轮轨接触角、轮对侧滚角位移和横向平稳性指数较多刚体动力学模型有所升高。考虑轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能有一定的影响,柔性轮对较刚性轮对更能真实地反映车辆系统的动力学性能。     

数控车辆不落轮车轮车床的研制

随重载高速列车的不断开行，车辆轮对擦伤和自然磨损问题日趋突出，车辆的不落轮旋削修复轮对踏面工作势在必行。因此在数控机车不落轮车床成功的基础上，采用中置摩擦轮驱动、微机数控、步进电机驱动刀架进给，以完成车轮踏面切削的自动加工。并对主要部件做了设计计算分析，最后简述了该机床的结构和原理。     

高速铁路路基动力反应的有限元分析

通过引入波传导单元和完全的能量传递边界，本文用有限元法分析了铁路路基在高速列车作用下的动力反应，它利用波动的可迭加性，首次将列车车辆的全部轮载加以考虑；并着重讨论了车速、地基刚度及车辆振动等所带来的影响，分析结果认为：①针对竖向动位多，路基存在一个临界速度，地基刚度越小，临界速度越低，②竖向加速度随车速的提高而加速增长，随车辆振动频率的升高呈线性增长；③在道碴与基床之间铺设一层凝土板对路基的动力反     

车辆运动稳定性试验台试验及与线路试验间误差分析

根据车辆试验台试验轮／轮接触有别于线路的轮／轨接触，具体分析了在车辆运动稳定性试验时，试验台试验与线路试验之间的判别并以１６０ｋｍ／ｈ准高速客车为是机车内燃在损工况监测与进行数学寞和稳定性分析，通过试验验证，该建模和计算方法正确，在此基础上，进行了车辆不同悬挂参数下试验台稳定结果的误差分析。     

高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法研究

根据高速动力车的特点，从承载结构轻量化设计、结构设计动力优化、疲劳强度评定的工程方法和复合弹簧悬挂系统横向刚度及稳定性评定方面，研究高速动力车承载结构疲劳强度分析的工程方法。     

高速铁路机车车辆关键技术分析

针对高速铁路机车车辆应普遍具有的牵引传动技术、复合制动技术、高性能转向架技术、车辆轻量化技术、外形的空气动力学设计技术、高速列车的控制、检测和诊断技术、车辆间密接式连接技术、车厢密封减噪及集便排污技术、高速列车倾摆技术、高速受电弓技术等十大关键技术进行分析，提出高速列车应进一步完善的技术问题。     

基于CRH5型高速动车组车辆的轮对动态特性与等效锥度关系初探

为探索轨道随机不平顺激扰条件下高速轮对动力学特性与其等效锥度的关系,采用CRH5型动车组车辆悬挂参数进行车辆动力学计算,分析车轮踏面锥度对车辆平稳性的影响,研究过大的轮对滚动圆半径差能否使车辆在高速通过大半径曲线时发生蛇行现象,并利用LMA型面分析等效锥度与轮对动态横移及轮对恢复对中能力的关系。结果表明:过低的踏面锥度不仅会使轮对动态横移量增大,无益于临界速度的提高,反而会削弱轮对恢复对中能力;合理的踏面锥度应该与轨底坡相匹配,等于或略大于轨底坡。过大的轮对滚动圆半径差可能会激发轮对蛇行。因此,高速轮对等效锥度应兼顾轮对动态横移与恢复对中能力,以确保轮对动态特性的稳定。     

车辆轮对尺寸动态检测系统在城轨中的应用与分析

车辆轮对尺寸动态检测系统是一种安装在铁路线上的安全检测系统,该系统可以应用在城市轨道交通车辆运用检修区段。通过高速数字摄像机动态拍摄轮对轮缘轮辋情况,能够将运行车辆轮对几何参数数据进行实时检测。通过计算机分析,对车辆轮对安全状态进行预报,使车辆检修工人能够及时处理车辆故障,保证轨道交通列车的安全运行。     

钢轨廓形优化对转辙器动力特性的影响研究

为提高列车高速直向过岔平稳性,将60N钢轨廓形及新设计的尖轨廓形应用于18号高速道岔转辙器部分,应用车辆-道岔耦合动力学理论,建立模型进行动力学仿真计算,与CHN60高速道岔转辙器动力特性进行对比。仿真计算结果表明:60N高速道岔转辙器部分轮载过渡段起点前移,轮载过渡时间增长;车辆直向经过道岔转辙器时的滚动圆半径差、轮对横移量和钢轨横向接触点外移幅值均减小,轮对蛇形运动幅度减小,行车平稳性得到提高;轮轨最大横向力由6.12 kN降低至4.75 kN,轮轨横向相互作用力减弱;车轮脱轨系数、车体横向加速度略有减小,轮轨垂向力、车轮减载率和车体垂向加速度变化不大,均在安全范围内。     

抗蛇行减振器对磁流变耦合轮对车辆的临界速度与高速曲线通过性能的影响

为使磁流变（Magneto-rheological Fluid，MRF）耦合轮对在工程化、实用化方面有较大的进展，作者建立了31个自由度的车辆系统数学模型，并通过仿真分析发现：车辆在没有安装抗蛇行运动减振器的条件下，当磁流变的屈服应力较小时，虽有较高的临界速度，但轮对横移量较大，易出现2点接触；若屈服应力增大，临界速度急剧下降，到一定值后则降幅变缓。当车辆安装合适的抗蛇行运动减振器后，可大幅度提高车辆的临界速度，在适宜磁流变屈服应力的配合下，车辆以高速和超高速在高速铁路上行驶时，轮对和车体均具有较好的横向动力学性能。因此，合适的抗蛇行运动减振器对磁流变耦合轮对车辆是必须的。     

车辆运动稳定性试验台试验及与线路试验间误差分析

根据车辆试验台试验轮／轮接触有别于线路的轮轨接触，具体分析在车辆运动稳定性试验时，试验台试验与线路之间的差别，本文以１６０ｋｍ／ｈ准高速客车为例，进行数学建模和稳定性计算分析，并通过试验以验证建模和计算方法的正确，在此基础上，进行了车辆不同悬挂参数下试验台稳定性试验结果的误差分析。     

高速车辆动态脱轨临界状态评判方法

针对传统准静态脱轨系数指标监测高速车辆动态脱轨安全性时的局限性,提出基于车轮抬升量和轮对横移量、以轮对运动姿态决定的脱轨临界状态判断准则;建立高速车辆多刚体动力学模型,分析高速车辆动态脱轨非线性动力学特性,研究轮对运动姿态与车辆振动响应变化规律之间的关系,表明轮对横向振动加速度与车轮抬升量规律较一致;运用高速车辆动态脱轨评判方法进行评判时,首先采用轮对横向振动加速度移动均方根值作为评判车辆脱轨的指标,然后确定该指标能有效反映车轮抬升量变化时的滤波频率范围和滤波时间窗宽,最后确定该指标的合理限值。算例验证表明:该评判方法可有效监测动态脱轨安全性;轮对横向振动加速度移动均方根统计波形与车轮抬升量的变化趋势具有很高的同步性,不仅可以间接地反映轮对运动姿态的变化及车轮抬升的高度,还可以克服轮轨垂向力为零时脱轨系数失真的缺点,在评判高频动态脱轨时的可靠性更高。     

铁道车辆非线性随机振动响应分析

应用统计线性化方法确定铁道车辆非线性系统随机振动响应的概率结构，确定其运行的动力学特性如运行平衡性指标，悬挂动行程，轮轨间隙和轮重减载率等。为车辆非线性系统悬挂参数的优化提供了有效的途径。编制了当前国内主型客，货车转向架整车非线性数学模型的分析软件ＮＬＲＡＰ，模拟了装有２０９ＨＳ型准高速转向架双层客车和装有转８Ａ型转向架货车的非线性动力响应。     

高速客车车体,转向架轻量结构设计的材料选择和制造工艺问题的探讨

具有轻量化的车体和转向架，对于高速铁路客车来说是一个非常重要的技术经济指标，而要达到结构设计的轻量化，在选用材料和制造工艺方面能否满足设计要求是值得认真研究的课题，本文就个人在考察所见和国内高速车辆设计、试制工作中的情况，提出关于高速客车车体和转向架轻量结构设计的材料选择问题和制造工艺方面的意见和建议。     

高速铁道车辆蛇行脱轨安全性评判方法研究

通过建立轮轨三维几何接触模型、整车动力学分析模型和轮轨碰撞模型,分析高速铁道车辆蛇行失稳后的蛇行脱轨过程及其影响因素.高速铁道车辆的蛇行脱轨过程是一个爬轨和跳轨并存的复杂过程,轮对的名义冲角和有效冲角分别对准静态的爬轨和动态的跳轨起着重要影响作用;随着轮对横移速度的增大、轮轨摩擦系数以及车轮垂向载荷的减小,车轮的跳轨高度越大;横向蠕滑力在整个蠕滑力中所占比例以及轮对横向运动能量越大,车辆越容易脱轨.因此高速铁道车辆的蛇行脱轨安全性应根据轮对横移速度限值并考虑车辆的横向运行稳定性进行评判.当高速铁道车辆分别表现为“超临界”和“亚临界”的蛇行失稳极限环分岔形式时,可分别采用转向架横向加速度移动均方根值方法和转向架横向加速度限值对其横向运行稳定性进行评判.     

高速列车—轨道垂向耦合动力学的研究

探讨高速列车在轨道结构上运行时的垂向耦合振动问题是列车－轨道耦合动力学更深入的理论研究。本文建立了铰接式高速列车－轨道垂向耦合动力学模型及方程，运用新型快速数值积分方法编制了这一大型系统的动力学仿真程序，对铰接式高速列车垂向动力学性能，特别是车辆与车辆之间的耦合振动以及车辆与轨道之间的动力作用进行了系统仿真分析，并与非铰接式高速列车进行了比较。结果表明，铰接式高速列车具有优良的垂向动力性能。     

考虑车体弹性的铰接式高速车辆模型及响应计算分析

本文引用多体动力学方法，对高速铰接式车辆进行建模及动力响应计算分析，建立了计及车体弹性效应在内的多体系统计算模型，其计算结果可与多刚体模型的计算结果以及试验结果进行比较和相互修正，为车辆动力性能设计提供依据。     

PW—200型转向架高速轻型轮对的研制

介绍了PW－200型转向架高速轻型轮对的车轮、车轴、制动盘的结构特点和高速轻型轴承的选型，及装有轻型轮对的车辆在滚动、振动试验台和正线试验的试验结果。表明，该轮对能适应200km/h以上速度运行，达到了设计任务书的要求。