一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

高速铁路接触网刚性吊弦疲劳试验台研究

吊弦疲劳试验分析对高速铁路接触网性能研究具有重要意义。本文在参考柔性吊弦疲劳试验标准的基础上，提出一款针对刚性吊弦的疲劳试验台设计方案，该试验台采用压缩载荷与力载荷单独加载方式，可施加稳定且连续可调的力载荷，同时加载频率在中、高频率。通过试验台对刚性吊弦进行试验，为刚性吊弦的疲劳损伤机理研究、加速老化试验方法形成提供数据支持。     

轮对提吊异常振动分析及改进

针对某地铁车辆的轮对提吊在运用中出现异常振动,且出现个别断裂的问题,对该线路车辆进行振动测试,采用时域、频域和时-频-能量振动信号分析方法,结合有限元模态仿真对异常振动进行原因分析,结果表明,轮对提吊的一阶弯曲频率在300Hz左右,线路存在多处较为严重的波磨,波磨主频主要集中在290～400Hz,波磨振动能量大且部分频率与轮对提吊固有频率接近,导致轮对提吊振动非常大,因此,线路波磨是造成异常振动的原因。以线路试验实测谱作为激励,利用nCode疲劳软件对比分析3种方案的疲劳寿命,结果表明,单纯改变结构对寿命难有质的提升,采用碳纤维新材料能达到无限寿命的设计要求。     

高速铁路接触网关键零部件力学特性分析

采用三维建模软件和Ansys软件建立了接触网棘轮、腕臂和吊弦的三维实体模型及有限元模型,通过有限元计算完成了棘轮及腕臂的静力分析,得到棘轮的最大应力点以及腕臂在不同工况下的最大应力点;通过进行吊弦的疲劳实验获取了吊弦寿命的S-N曲线。研究结果为高速铁路接触网关键零部件的优化设计和故障检测提供了依据。     

基于有限元法的高速铁路接触网吊弦动态特性研究

以简单链型接触网为研究对象,利用有限元软件Ansys WorkBench对弓-网系统进行瞬态动力学分析,得到受电弓通过接触网一跨范围内的所有吊弦动态特性。结合吊弦的振动形变、压缩形变、弯曲特性及形变方向矢量结果对吊弦服役过程中典型故障进行逐一分析。结果表明,跨中位置的吊弦对垂向抬升更为敏感,其压缩幅值、反复弯曲频率及曲率均最大,伴随着表面超细晶导致的内外形变不协调情况,导致出现疲劳断裂、扭结、松弛和零部件松动等现象;跨端位置的吊弦对于水平方向摆动更为敏感,易与钳压管发生摩擦引发微动弯曲疲劳断裂从而加速裂纹萌生及断口扩展;吊弦形变速度矢量呈螺旋上升状态,并同时存在左旋与右旋情况,这是导致吊弦鼓包与开股的重要原因。     

接触线波速特性影响研究

考虑吊弦、定位器、承力索结构参数,分析其特征变化对接触线波速特性的影响。将吊弦和定位器等效为弹簧质量系统,承力索和接触线等效为张力梁结构,建立接触线的振动微分方程,通过模态叠加法求解得到控制方程通解后提取接触网波速公式,同时基于京津线接触网模型仿真计算结果对波速进行验证。结果表明,吊弦数目越多,接触线和承力索的振动同步性越好,接触线波速受承力索张力变化影响更大;承力索的张力越大,接触线的波速也随之增大;考虑吊弦和定位器的质量特性后,接触线波速将显著降低,而在一定范围内定位器的刚度增加则会提高接触线波速。     

基于机器视觉的吊弦动态抬升量测量方法

为研究吊弦的疲劳寿命问题须先对吊弦的动态抬升量进行定点实时测量,因此提出一种基于机器视觉的测量方法。首先,通过鼠标交互的方式,在输入视频流的第1帧图像上框选吊弦在接触线侧线夹处的图像作为初始模板图像,并将其中心点定义为初始测量点,以此确定测量的定位。在此基础上,基于二维离散余弦变换将模板图像的信息从图像域转换到频率域,选取其中低频信号代表的系数矩阵,通过哈希算法将该矩阵转换为哈希值,并对输入的每帧图像均采用模板匹配方法,实现对测量点的跟踪,提取测量点的像素坐标。然后,根据相机成像原理,建立吊弦抬升量测量模型,通过摄像机内参标定和坐标系逆变换推导出像素坐标与实际位移之间的转换公式,完成对吊弦动态抬升量的计算。为验证测量方法的有效性,选取京广高速铁路武汉至乌龙泉东区间段进行现场测试。结果表明：采用该方法处理单帧图像的时间仅需0.1 s,吊弦动态抬升量测量误差最大为4.6%,具有较高的测量精度,能够实时、有效地获得吊弦动态抬升量。     

高速铁路接触网定位点振动测试与振动试验技术条件探讨

运用非接触图像测量法对京沪高铁接触网振动进行现场测试,得到典型跨距内定位点及吊弦悬挂点的动态振幅。通过分析数据,比照现行标准,提出针对高速铁路接触网零部件进行振动试验的技术条件建议。     

应用雨流法推算接触网导线疲劳寿命的可能性

雨流法的基本原理是波形计算法，即计算波形以何等程度的振幅相当于作用多少次的算法。应用该方法推测疲劳寿命的局部修正法的试验，是由供试验导线和线条、金属附件的振动装置组成的试验装置，试验结果有4种波形的试验值，由计算和试验结果推测的疲劳寿命具有良好的一致性。     

构架弹性振动对疲劳寿命影响研究

近年来国内地铁车辆转向架构架多次发生弹性振动问题,弹性振动对构架疲劳寿命的影响已引起高度关注。现对国内某型地铁车辆转向架构架动应力进行测试并对数据进行时域和频域分析,得到了构架上发生弹性振动测点的动应力特点;在建立构架有限元模型的基础上,计算了构架自由振动频率,结果表明构架实际线路运用中弹性振动频率与其某阶固有频率一致;对测试数据采用去除振动主频率的方法,得到去除弹性振动后测点的动应力时间历程及分布特性,结合雨流计数法、S-N曲线并应用Miner线性疲劳累计损伤理论,得到发生弹性振动和去除弹性振动情况下构架上不同部位测点的等效应力幅值及疲劳寿命,进而获得构架弹性振动对疲劳寿命影响特性。研究结果表明,发生弹性振动后,构架局部位置疲劳寿命将大幅下降,可降至原设计寿命的1/3。     

智能电务研究与探索

对铁路电务系统的现状和需求进行分析,结合一系列铁路电务发展的顶层规划设计和国家交通领域战略发展要求,阐述智能电务的必要性及其发展趋势;提出铁路智能电务系统解决方案,论述其定义和总体架构,从大数据、人工智能、移动互联网、云计算、物联网5个智能技术层面,分析现代铁路通信系统和信号系统的智能化方式,以及四大典型业务框架和五大应用场景,为提升铁路电务系统现代化、信息化、智能化水平提供技术支持。     

弹性支承块式无砟轨道减振特性足尺模型对比试验

基于中铁五院弹性支承块式无砟轨道优化改进设计成果("改进型"LVT)以及蒙华铁路弹性支承块式无砟轨道("传统型"LVT)设计图纸,在实验室分别制作"改进型"和"传统型"LVT的1:1足尺试验模型,开展落轴冲击作用下,"改进型"和"传统型"LVT减振特性对比试验。研究结果表明:"改进型"和"传统型"LVT的钢轨加速度基本一致,而"改进型"LVT钢轨至支承块、底座板至地面的衰减率优于"传统型"LVT,"改进型"LVT减振效果可达4～5 dB;"改进型"LVT钢轨加速度第1和第2振动周期最大分别减少32.2%和30.0%,且第3周期加速度幅值不明显;"改进型"LVT整体弹性系数最大减小27.4%,而阻尼系数最大增大58.2%;"改进型"LVT支承块主要频率降低约6%,道床板、底座板以及地面主振频率降低约40%。试验结果可为"改进型"LVT的工程应用提供技术支撑。     

日本促进铁路海外发展的相关政策与措施

在介绍日本铁路海外项目开展情况的基础上,从市场经济体制、经济发展思路、对外援助策略3个方面总结日本政府助力铁路企业海外发展的背景,梳理近年来日本出台的铁路海外发展促进政策,并从加强相关组织支援、优化海外项目开展模式、官民合作提升影响力、发展海外"软性"基础设施4个方面,提炼日本政府促进铁路企业海外发展的具体措施,为我国铁路推进"一带一路"建设提供借鉴。     

公司制改革后我国铁路货运发展策略研究

以铁路公司制改革和货运市场化改革为背景,分析我国铁路货运发展的趋势和存在的问题。通过梳理美国铁路发展历程,重点分析政府管制对于铁路经营状况的影响和作用,指出美国铁路货运的发展,特别是放松价格管制对推动货运业竞争力增强、服务质量改进、运输效率提升所带来的积极作用,对于我国铁路货运市场化改革具有良好的借鉴和启示作用。借鉴美国铁路发展的经验,结合我国货运市场现状,指出货运改革存在的难点,从运价机制、市场定位、产品营销等方面提出发展策略建议。     

雅万高铁高性能混凝土技术特点分析

针对雅万高铁的工程建设情况,介绍雅万高铁所处高温高湿环境气候特点以及沿线原材料(水泥、矿物掺和料、砂、石、外加剂)分布与性能特点对雅万高铁结构用高性能混凝土性能的影响;对比分析了中国铁路混凝土标准和印尼混凝土标准对原材料性能指标规定的异同,明确印尼原材料主要差异性能指标。在此基础上,指出雅万高铁高性能混凝土所面临的主要技术难题:水化温升控制技术、工作性能保持技术和原材料性能优化技术,并给出初步解决技术措施,为雅万高铁建设提供技术支撑。     

城市公共交通系统通勤出行特征提取分析方法

公共交通出行者的出行特征是地铁及公交线网规划与运营优化的重要依据。基于多模式刷卡数据,提出城市公共交通系统出行链提取方法,利用存在换乘的出行链调查数据进行验证,提取成功率达 96.1%。基于出行者历史刷卡数据构建了多种机器学习分类器以识别通勤人群,经过精度比较,发现随机森林分类器效果最优,准确度达 99.96%。利用分类器和出行链提取方法,对北京市公共交通系统出行链结构、换乘特征等进行初步分析。该方法可以有效提取分析通勤人群出行特征,为公共交通系统方案的优化提供数据支持。     

考虑旅客需求的停站方案与列车运行图一体化模型与算法

考虑高速铁路旅客出行的时空敏感性较高的特点,将旅客运输状态引入运输时空网络,构建三维的时间-空间-状态网络,提出基于旅客需求的停站方案与列车运行图综合优化0-1整数规划模型,实现旅客分配、停站方案与列车运行图编制的一体化。设计拉格朗日松弛求解算法,将复杂的列车间强耦合问题分解为单列车的最短路径子问题集合,从而降低模型求解难度。以京沪高铁北京南-曲阜东区段为背景进行验证和分析,结果表明模型不仅实现了较低的运营成本,还能够有效满足旅客需求,实现客流分配、停站方案与列车运行图编制的有机联动。     

地铁隧道表面裂缝智能视觉采集系统

基于我国隧道裂缝检测主要依靠人工检测来实现,检测方式工作效率低、占用线路时间长,无法满足现代城市轨道交通检测的需求。提出一种基于车载式多目高速线阵相机的地铁隧道表面图像采集系统,阐述其系统工作原理,并对系统内部各项硬件设备进行选型,在实验室内完成组装和调试,基本实现线阵相机图像采集的功能,并为后续的隧道表面图像处理提供支持。     

高温荷载下CRTSⅡ型 板式轨道上拱变形特性研究

基于CRTSⅡ型板式轨道在高温荷载作用下的上拱变形是一种比较典型的病害,将功的互等法应用到实际工程中,推导高温荷载作用下弹性薄板的功的互等定理,建立适用于两对边简支两对边自由的轨道板上拱计算模型。分析Ⅱ型板式轨道在温度荷载作用下的上拱变形特性,研究结果表明:在高温荷载作用下轨道板的上拱位移随纵向位置的变化呈正弦曲线变化趋势。分析不同因素对Ⅱ型板式轨道板上拱变形的影响,研究Ⅱ型板式轨道的上拱变形特性。从轨道板垂向稳定性和行车安全性角度,提出优化轨道结构参数和层间病害修补时机的建议。     

桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道挠曲力影响因素分析

针对我国高速铁路桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道梁-板-轨相互作用问题,采用有限元法分别建立双线多跨简支梁桥和大跨连续梁桥上CRTSⅡ型板式无砟轨道无缝线路精细化空间耦合模型,考虑桥梁及轨道结构的细部尺寸与力学属性,计算列车荷载作用下各轨道及桥梁结构的挠曲力与位移,分析扣件纵向阻力、滑动层摩擦因数等参数对桥上无缝线路挠曲受力与变形的影响规律。研究结果表明:列车荷载作用下大跨连续梁桥上轨道结构的受力与变形要明显大于多跨简支梁桥,单线加载时有载侧和无载侧之间相差不大,且近为双线加载时的1/2;需要根据不同的检算部件选取最不利的列车荷载作用长度;采用小阻力扣件改善钢轨受力与变形时,固定支座桥台和连续梁活动支座桥墩处的轨板相对位移应加强观测;滑动层摩擦因数、固结机构纵向刚度及固定支座墩/台顶纵向刚度均需控制在合理范围内。