车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度影响研究

车轮多边形是铁道车辆一种常见的非圆化病害,对轮对振动和车辆运行安全有明显的影响。在建立刚柔耦合拖车和动车车辆系统动力学模型基础上,将车轮多边形简化为简谐波并将其考虑为车轮轮径的变化,研究20阶车轮多边形对拖车和动车车轴疲劳强度的影响。结果表明,等效应力幅比值与速度呈非线性关系,且拖车和动车峰值出现位置有所不同,拖车峰值位置出现在速度为225 km/h,对应多边形激励频率432.7 Hz;动车不同截面分别在300 km/h、375 km/h时存在峰值,对应多边形激励频率分别为576.5Hz、721.2Hz。在各峰值位置处,多边形幅值的变化对拖车和动车部分截面的等效应力幅比值均有显著影响。拖车和动车车轴等效应力最大值均位于C截面,并且随着车轮多边形幅值的增加,其等效应力显著增大,超过车轴疲劳强度限值,降低车轴使用寿命。研究结果有助于改善20阶车轮多边形对高速列车车轴疲劳强度及弹性振动的影响。     

含缺陷的30NiCrMoV12车轴钢的多变量疲劳性能研究

车轴遭受异物冲击缺陷存在多种形式，其中棱角冲击对车轴疲劳性能影响较大，会加速车轴的失效。为研究棱角冲击缺陷对车轴疲劳极限的影响，针对30Ni Cr Mo V12车轴钢，采用软件模拟与疲劳试验相结合的方法，借助ABAQUS对冲击缺陷区域进行应力场分析，对预制好的缺陷车轴试样进行疲劳试验，依据试验结果采用近似欧文单侧公差极限法拟合各试样组疲劳P-S-N曲线，得到相应的疲劳极限。根据各试样组的疲劳试验结果预测全尺寸车轴疲劳极限。考虑冲击缺陷深度的分散性，对缺陷深度和全尺寸车轴疲劳极限两参数进行拟合。最后基于EI-HADDAD公式，建立含棱角冲击缺陷的30Ni Cr Mo V12车轴钢的多变量疲劳极限预测模型。采用该模型能够快速预估含不同尺寸棱角缺陷的全尺寸车轴疲劳极限。     

影响车轴疲劳强度关键因素的研究

由于铁路的重载化和高速化,车轴不可避免地会受到日趋严重的冲击作用。在此情况下,为了保证车轴的安全性,研究了影响车轴疲劳强度的各种因素。通过不同的试验得出了几个关键因素的影响结果：1．车轴表面不同几何形状和缺陷处的应力;2．压装部位的形状和应力产生的影响;3．车轴动载荷的影响。为我国高速重载铁路车轴的开发设计提供了重要的参考依据。     

动车组空心车轴强度校核方法研究

对某动车组空心车轴进行了受力分析,计算了作用在车轴各个截面上的最大弯曲应力幅,依据EN 13104和EN13261标准,对几个主要截面处该车轴疲劳强度进行了校核,结果表明车轴轮座内侧3/4截面处疲劳强度安全系数为1.22。建立了某轮对采用过盈配合的车轴在承载状态下紧急制动时的轮对有限元静力学计算模型,计算了不同压装过盈量下的等效应力,结果表明压装过盈量为0.248mm且紧急制动时时,车轮最大等效应力接近其许用应力。     

高速铁路列车轴承疲劳寿命计算方法研究

铁路列车轴箱轴承是列车运行系统中直接关系到列车安全的重要部件。随着列车运行速度不断提高,对其疲劳寿命进行估计和预测是十分必要的。针对铁路高速列车转向架系统中使用的双列圆锥滚子轴承,建立三参数威布尔模型进行轴承疲劳寿命的计算。由于轴箱轴承工作环境较为特殊,负载复杂且实际载荷谱难于确定,因此采用铁路机车车轴强度计算的方法进行轴承受力分析,提出了一种新的理论计算轴承基本额定寿命的方法,从而估计出了不同运行速度、不同可靠度条件下的轴承疲劳寿命。该方法可为铁路高速列车轴承的选用和寿命估计提供理论支持。     

车轴表面滚压工艺技术研究

车轴是轨道车辆行走部分的核心元件,是轨道车辆承载重量和安全运行的关键零件。在轨道车辆运行过程中,车轴承受运行颠簸中的交变载荷作用,长时间在大载荷、滑动摩擦条件下工作,车轴表面极易产生疲劳裂纹,导致车轴疲劳失效,提高车轴的表面性能、耐磨性、抗疲劳性能至关重要。针对轨道车辆车轴高表面性能、高抗疲劳强度的要求,开展车轴表面滚压加工工艺技术研究,进行了车轴滚压加工工艺试验,通过分析主轴转速、进给速度、滚压力和吃刀量对滚压车轴表面粗糙度和表面硬度的影响,得到了最优滚压工艺参数,经滚压后的车轴表面由拉应力变为压应力,表面粗糙度和表面硬度都得到显著提升,极大延长了车轴的使用寿命,满足了轨道车辆车轴的使用要求。     

既有线铁路信号电气化改造工程的施工技术要点分析

在我国铁路运行线路的建设与管理中,铁路信号对于保障列车安全运行具有重要的作用。在既有线铁路信号电气化改造工程中,采取科学、合理的技术措施是保证施工顺利进行的关键。现就既有线铁路信号电气化改造工程的施工技术要点进行浅要分析。     

基于线路实测载荷的转向架构架台架试验方法研究

以高速列车转向架构架为研究对象，线路试验获取了转向架轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷时程曲线，分析列车进出站、不同速度等级、载荷作用频率对弹簧载荷和一系减振器载荷的影响规律及载荷差异性。采用准静态加载台架试验得到弹簧载荷、一系减振器载荷与构架端部疲劳关键区域应力之间的传递关系，结合线路实测载荷计算得到应力响应曲线，进而获取构架在弹簧载荷、一系减振器载荷及两种载荷耦合作用下的疲劳损伤值。据疲劳损伤一致性理论计算车辆设计寿命里程下构架的弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷，并建立基于等效载荷的疲劳损伤计算公式，确定弹簧等效载荷和一系减振器等效载荷的幅值大小及相位关系，最后形成了基于线路实测载荷的构架台架试验方法。研究表明，列车进出站时轴箱弹簧载荷出现较大的载荷波动，最大波动范围为17.48 kN，一系减振器载荷对低频位移响应不敏感；在相同线路条件下，随着列车运营速度的增大，轴箱弹簧载荷和一系减振器载荷均呈现增大趋势，其载荷作用频率主要分布在0～60 Hz范围内；同时在该频带内，随着载荷作用频率的增大，两种载荷间相位差不断减小，该变化规律与减振器动态特性有关。计算得到构架端部在弹簧载荷、一系减振器载...     

基于试验测试的桥梁与路堤区段高速列车车外噪声特性分析

高铁因线路形式不同使得其车外噪声特性有差异。为研究桥梁和路堤两种主要线路形式处的高速列车车外噪声特性,参考ISO 3095标准,使用78通道轮辐式声阵列、基于反卷积波束形成算法,对高速列车进行车外声源识别测试,使用自由场麦克风,对高速列车进行通过噪声测试,对比研究不同行车速度下两种线路形式处的高速列车车外噪声特性。结果表明,相同运行情况下,路堤段的通过噪声要比桥梁段的高0.1 dBA到1.8 dBA,且此差值会随列车运行速度的增加而增长。从车外声源分布特性来看,无论是桥梁段还是路堤段,300 km/h匀速运行时,高速列车的受电弓区域噪声均是最为显著的,其次是转向架区域。在桥梁段运行时,转向架区域噪声要略高于路堤段,这可能与桥梁段轨道整体刚度有关。在路堤段运行时,列车车身表面的噪声更大,这可能和路堤段的声音的地面反射有关。随列车运行速度的提高,两种线路对应的受电弓噪声差值逐渐减小,而转向架区域噪声的差值基本不随速度变化。     

传感器尺寸对高速列车空气动力学测试影响

列车线路试验是研究高速列车气动性能最直接的方法,通常用微型超薄气压传感器测试列车表面压力,然而传感器自身尺寸会对测点处流场产生影响,导致测试结果不准确。针对这一长期被忽略的问题,分别建立单独列车模型和含传感器的列车模型,采用大涡数值模拟方法计算两种模型测点处的表面压力,利用希尔伯特-黄变换提取脉动压力;分析由于传感器自身尺寸带来的平均压力和脉动压力的测量误差,并建立与运行速度的幂函数关系。结果表明:由于传感器自身尺寸影响,测点处平均压力的测量误差绝对值近似与运行速度呈二次函数,脉动压力级改变幅值与速度的三次方呈正比关系,各速度级下总脉动压力级改变幅值几乎相等。将结论用于修正线路试验测试数据,为高速列车气动性能研究提供更准确的数据。     

MEM产品开发及工艺研究

介绍了如何应用MEM快速成型技术(属于RP技术的一种)进行产品开发,根据实际情况设计了实验方案,对支撑条件进行了详细的分析,通过实际加工,利用现有的MEM-300-1快速成型机设备,针对常用零件的通用特征,得到了在加工工艺过程中不加支撑或尽量减少支撑的条件:开放式悬臂长度L≤6mm、倾斜形特征倾斜角度θ≥30°、圆孔半径R≤4 mm、平顶长度M≤8 mm.     

基于Pro/E的截割头截齿安装方法的研究

介绍了悬臂式掘进机截割头上的截齿空间位置状态及确定其空间位置所需要确定的参数,并提出了这些参数之间的关系,通过在Prol/E中建立了一些参考平面,提出了在Pro/e中确定截齿空间位置的一种方法.     

基于概率统计的磨削力研究

采用数理统计的方法对磨削弧区的粒子进行概率统计分析，在对单颗磨粒受力状态进行分析的基础上，建立了磨削力理论计算模型。通过试验研究对理论分析进行了验证，结果表明，试验结果与理论预测结果较为吻合，该计算模型能够准确预测磨削力。     

基于单片机的发动机过限保护器的研制

介绍了基于单片机控制的、针对发动机冷却水温过高、机油压力过低的过限保护器的研制过程，阐述了保护器的硬件组成部分以及软件实现的方法。通过实验，证明了该保护器的稳定性，并成功的将该保护器应用于实际生产中。     

基于齿轮箱结构的试验模态测试研究

现代机器多要求高速、高效、低耗能、轻型、低噪声和性能可靠。解决这些问题,离不开动态测试与分析,因而模态测试技术得到迅速发展和广泛应用。目前的发展趋势是把有限元方法和试验模态分析技术结合起来。     

垂直管中定常螺旋流涡量特性的PIV试验研究

为了研究螺旋流场中的涡量特征分布,提高流体传质效率,利用激光粒子测速系统(PIV)对垂直管中不同介质的螺旋流场进行了测量,并利用Tecplot对螺旋流的涡量进行了显示和局部涡量场提取,研究了不同切向速度下,不同介质的螺旋流涡量场分布特点和其局部涡量特征。结果显示,螺旋流的涡量具有贴壁特征,随着切向速度的增加,螺旋流的涡量强度增大,正涡和负涡交换的频率增大,有利于提高流体传质效率。     

基于局域环境的产品全生命周期评估体系研究

以产品整个生命周期中所处各局域环境为背景,从其对人类自身、生物资源、非生物资源３个方面所产生的影响出发,结合我国实际情况,建立了一套完整的ＬＣＡ评估决策体系。在此体系中以产品所处的局域环境为基础,对产品整个生命周期进行阶段性划分,从而使得整套体系具有良好的可操作性,并使所得到的各项指标具有更强的实际意义。评估体系可被应用于各类产品的环境影响评估。     

主轴系统结构设计参数对其动力特性影响研究

文章以某车床主轴为研究对象，应用有限元和实验建立轴和支撑系统的动力学模型。采用计算机仿真技术，研究轴承等效径向（轴向）风度与阻尼参数、轴承预紧力、跨距，附加集中质量和阻尼等设计参数对主轴系统动力特性的影响规律，为主轴系统的动态优化设计进行了有意的探索。     

双稳态电磁换向阀换向结构参数对磁场力的影响分析

双稳态电磁换向阀可在确保换向性能的基础上减少能耗并降低温升.建立换向机构磁路模型,推导出电磁线圈断电和通电时动铁芯位移与轴向磁场力之间具体函数关系,利用MATLAB分析了关键结构参数对稳态保持力和瞬态换向力的影响,分析了两种控制线圈通电方案的差异,得到更为经济的换向方案,通过Ansoft Maxwell仿真验证了理论结果.     

基于ANSYS-PDS制动盘几何尺寸对频率影响的灵敏性分析

将制动盘主要几何尺寸与频率之间的关系作为研究对象,探索制动盘主要尺寸影响频率的灵敏度值。在ANSYS-PDS模块中,将制动盘的几何尺寸作为可靠性分析的随机输入参数,频率作为随机输出参数,用蒙特卡罗法进行概率分析,得出各几何参数对频率影响的灵敏度图,在灵敏度图中可以直观看出各设计参数对频率的影响程度。该分析结果为制动盘结构设计及优化提供了一定的参考。