高速列車車輪多邊形磨耗仿真研究
發(fā)布時間：2020-12-25 18:50
高速列車在實際運營過程中,隨著列車運行速度和運行里程的增加,車輪在各種誘因作用下逐漸呈現(xiàn)出多邊形現(xiàn)象。車輪多邊形化會導致輪軌作用力急劇增大,車輛振動加劇,對軌道和列車的各部件都會產(chǎn)生破壞,影響列車運行的穩(wěn)定性與安全性。同時,隨著車輪多邊形化加深,車輛的振動噪聲也會加劇。論文首先歸納和總結(jié)了目前關于車輪多邊形形成理論的研究成果,然后闡述了車輪多邊形的測試和識別方法,并對比了直接測量法和間接測量法的優(yōu)缺點,最后詳細敘述了我國現(xiàn)階段采用的車輪多邊形維修和評價標準。為研究車輪多邊形化對車輛動力學性能的影響,建立了某型動車組的動力學模型。本文研究了車輪多邊形的諧波階數(shù)、波深幅值和相位差對動力學性能的影響,并計算不同諧波階數(shù)下車輪多邊形的波深限值,最后對車輪多邊形和軌道激擾共同作用下輪軌垂向力的變化趨勢進行了分析。計算結(jié)果表明,當車輛運行速度較低時,車輪多邊形化會引起車輛低頻振動,使車體振動響應增大;車輪多邊形化會極大的增加輪軌垂向力,但對脫軌系數(shù)和平穩(wěn)性指標影響較小;波深限值與車輛運行速度和車輪多邊形諧波階數(shù)成反比;軌道激擾不僅不會掩蓋多邊形的作用趨勢,反而會極大的增加輪軌垂向力。通過對比Arc...
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
ICE 2階和3階多邊形車輪
圖1-2 ICE 2階和3階多邊形車輪A Johansson在瑞典進行了大量的現(xiàn)場測試,包括旅客列車、貨運列車、通勤列車和地鐵上的99個車輪的車輪不圓(OOR)、踏面廓形和表面硬度,這些車輪運行了10×104km以上,制動方式包含踏面制動和盤形制動。采用機械接觸式儀器對多邊形車輪進行測量,并確定了名義滾動圓及其左右10 mm的位置。利用車輪表面粗糙度計算方法,獲取各階多邊形的粗糙度。通過對比分析新輪和磨耗后車輪發(fā)現(xiàn),貨車和X2動車車輪圓周粗糙度波長大約在30-80 mm,且粗糙度水平較高,原因在于采用鑄鐵材料的踏面制動閘瓦;車輪在新造和鏇修過程中使用的三爪卡盤會導致車輪初始三階不圓[12]。
A Johansson在瑞典進行了大量的現(xiàn)場測試,包括旅客列車、貨運列車、通勤列車和地鐵上的99個車輪的車輪不圓(OOR)、踏面廓形和表面硬度,這些車輪運行了10×104km以上,制動方式包含踏面制動和盤形制動。采用機械接觸式儀器對多邊形車輪進行測量,并確定了名義滾動圓及其左右10 mm的位置。利用車輪表面粗糙度計算方法,獲取各階多邊形的粗糙度。通過對比分析新輪和磨耗后車輪發(fā)現(xiàn),貨車和X2動車車輪圓周粗糙度波長大約在30-80 mm,且粗糙度水平較高,原因在于采用鑄鐵材料的踏面制動閘瓦;車輪在新造和鏇修過程中使用的三爪卡盤會導致車輪初始三階不圓[12]。A Johansson和J Nielsen通過現(xiàn)場試驗和數(shù)值仿真,研究了不同類型車輛的多邊形車輪對輪軌垂向力和軌道動態(tài)響應的影響。測試了不同軸重及速度下不同磨耗程度的多邊形車輪的響應結(jié)果。使用車輪沖擊載荷檢測器測量輪軌垂向力,應變片和加速度傳感器安裝在鋼軌和軌枕上以測量軌道振動響應。結(jié)果表明,大多數(shù)測量得到的輪軌垂向力低于瑞典目前采用的車輪鏇修輪軌力限值,只有局部長波不圓會導致輪軌垂向力的幅值超過限值;通過對比實驗數(shù)據(jù),驗證了數(shù)值模擬仿真結(jié)果的準確性,圖1-4為現(xiàn)場測試得到的輪軌垂向力結(jié)果;確定了車輪多邊形化會導致動態(tài)輪軌作用力中的低頻成分增加,并對車輛和軌道上的部件產(chǎn)生損傷[13]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國高速鐵路發(fā)展趨勢分析[J]. 陳泳文. 綠色環(huán)保建材. 2018(11)
[2]新HX_D1型機車走行部異常振動分析與對策[J]. 周易. 電力機車與城軌車輛. 2018(04)
[3]動車組車輪高階不圓度成因分析[J]. 孫海榮,蔣潔,劉先升,裴春興. 佳木斯大學學報(自然科學版). 2018(02)
[4]車輪非圓化磨耗問題研究進展[J]. 金學松,吳越,梁樹林,溫澤峰. 西南交通大學學報. 2018(01)
[5]高速客車車輪不圓對車輛振動影響的分析[J]. 羅光兵. 鐵路計算機應用. 2017(07)
[6]車輪多邊形對動力學性能影響研究[J]. 張旗,楊超,董孝卿,詹凌峰. 鐵道機車車輛. 2017(03)
[7]高速車輪非圓化磨耗對軸箱端蓋異常振動影響初探[J]. 劉佳,韓健,肖新標,劉曉龍,金學松,王鵬. 機械工程學報. 2017(20)
[8]軌道交通車輛車輪顯著多邊形提取方法[J]. 王瑞乾,李曄,儲麗霞,張學飛. 噪聲與振動控制. 2017(01)
[9]高速列車車輪非圓化與振動噪聲關系跟蹤試驗研究[J]. 韓光旭,宋春元,李國棟,金學松. 城市軌道交通研究. 2017(02)
[10]基于Hilbert-Huang變換的列車車輪失圓故障診斷[J]. 李奕璠,劉建新,李忠繼. 振動.測試與診斷. 2016(04)
博士論文
[1]高速列車車輪不圓機理及影響研究[D]. 袁雨青.北京交通大學 2016
[2]基于蠕滑機理的重載貨車車輪磨耗研究[D]. 丁軍君.西南交通大學 2012
[3]高速車輪失圓對輪軌動力作用的影響及其監(jiān)測方法研究[D]. 宋穎.北京交通大學 2010
碩士論文
[1]高速列車車輪多邊形的檢測與識別方法研究[D]. 陳博.西南交通大學 2018
[2]地鐵車輛車輪多邊形形成機理探究[D]. 付彬.西南交通大學 2017
[3]基于軌道振動的車輪多邊形機理研究[D]. 李貴宇.西南交通大學 2016
[4]高速車輪非圓化磨耗發(fā)生機理及轉(zhuǎn)向架高頻減振設計[D]. 劉佳.西南交通大學 2016
[5]CRH2型高速動車組車輪鏇修策略的研究[D]. 龐松林.北京交通大學 2016
[6]高速列車車輪非圓化對振動噪聲的影響及演變規(guī)律研究[D]. 韓光旭.西南交通大學 2015
[7]車輪不圓對軸箱轉(zhuǎn)臂疲勞強度的影響[D]. 孫偉.西南交通大學 2015
[8]高速列車車輪多邊形問題研究[D]. 陳偉.西南交通大學 2014
[9]高速動車組車輪不圓度試驗及仿真研究[D]. 鄭曉陽.北京建筑大學 2013
[10]軌道輪外形及不圓度檢測研究[D]. 沈玉飛.西南交通大學 2011
本文編號：2938206
【文章來源】：西南交通大學四川省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：90 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
ICE 2階和3階多邊形車輪
圖1-2 ICE 2階和3階多邊形車輪A Johansson在瑞典進行了大量的現(xiàn)場測試,包括旅客列車、貨運列車、通勤列車和地鐵上的99個車輪的車輪不圓(OOR)、踏面廓形和表面硬度,這些車輪運行了10×104km以上,制動方式包含踏面制動和盤形制動。采用機械接觸式儀器對多邊形車輪進行測量,并確定了名義滾動圓及其左右10 mm的位置。利用車輪表面粗糙度計算方法,獲取各階多邊形的粗糙度。通過對比分析新輪和磨耗后車輪發(fā)現(xiàn),貨車和X2動車車輪圓周粗糙度波長大約在30-80 mm,且粗糙度水平較高,原因在于采用鑄鐵材料的踏面制動閘瓦;車輪在新造和鏇修過程中使用的三爪卡盤會導致車輪初始三階不圓[12]。
A Johansson在瑞典進行了大量的現(xiàn)場測試,包括旅客列車、貨運列車、通勤列車和地鐵上的99個車輪的車輪不圓(OOR)、踏面廓形和表面硬度,這些車輪運行了10×104km以上,制動方式包含踏面制動和盤形制動。采用機械接觸式儀器對多邊形車輪進行測量,并確定了名義滾動圓及其左右10 mm的位置。利用車輪表面粗糙度計算方法,獲取各階多邊形的粗糙度。通過對比分析新輪和磨耗后車輪發(fā)現(xiàn),貨車和X2動車車輪圓周粗糙度波長大約在30-80 mm,且粗糙度水平較高,原因在于采用鑄鐵材料的踏面制動閘瓦;車輪在新造和鏇修過程中使用的三爪卡盤會導致車輪初始三階不圓[12]。A Johansson和J Nielsen通過現(xiàn)場試驗和數(shù)值仿真,研究了不同類型車輛的多邊形車輪對輪軌垂向力和軌道動態(tài)響應的影響。測試了不同軸重及速度下不同磨耗程度的多邊形車輪的響應結(jié)果。使用車輪沖擊載荷檢測器測量輪軌垂向力,應變片和加速度傳感器安裝在鋼軌和軌枕上以測量軌道振動響應。結(jié)果表明,大多數(shù)測量得到的輪軌垂向力低于瑞典目前采用的車輪鏇修輪軌力限值,只有局部長波不圓會導致輪軌垂向力的幅值超過限值;通過對比實驗數(shù)據(jù),驗證了數(shù)值模擬仿真結(jié)果的準確性,圖1-4為現(xiàn)場測試得到的輪軌垂向力結(jié)果;確定了車輪多邊形化會導致動態(tài)輪軌作用力中的低頻成分增加,并對車輛和軌道上的部件產(chǎn)生損傷[13]。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]中國高速鐵路發(fā)展趨勢分析[J]. 陳泳文. 綠色環(huán)保建材. 2018(11)
[2]新HX_D1型機車走行部異常振動分析與對策[J]. 周易. 電力機車與城軌車輛. 2018(04)
[3]動車組車輪高階不圓度成因分析[J]. 孫海榮,蔣潔,劉先升,裴春興. 佳木斯大學學報(自然科學版). 2018(02)
[4]車輪非圓化磨耗問題研究進展[J]. 金學松,吳越,梁樹林,溫澤峰. 西南交通大學學報. 2018(01)
[5]高速客車車輪不圓對車輛振動影響的分析[J]. 羅光兵. 鐵路計算機應用. 2017(07)
[6]車輪多邊形對動力學性能影響研究[J]. 張旗,楊超,董孝卿,詹凌峰. 鐵道機車車輛. 2017(03)
[7]高速車輪非圓化磨耗對軸箱端蓋異常振動影響初探[J]. 劉佳,韓健,肖新標,劉曉龍,金學松,王鵬. 機械工程學報. 2017(20)
[8]軌道交通車輛車輪顯著多邊形提取方法[J]. 王瑞乾,李曄,儲麗霞,張學飛. 噪聲與振動控制. 2017(01)
[9]高速列車車輪非圓化與振動噪聲關系跟蹤試驗研究[J]. 韓光旭,宋春元,李國棟,金學松. 城市軌道交通研究. 2017(02)
[10]基于Hilbert-Huang變換的列車車輪失圓故障診斷[J]. 李奕璠,劉建新,李忠繼. 振動.測試與診斷. 2016(04)
博士論文
[1]高速列車車輪不圓機理及影響研究[D]. 袁雨青.北京交通大學 2016
[2]基于蠕滑機理的重載貨車車輪磨耗研究[D]. 丁軍君.西南交通大學 2012
[3]高速車輪失圓對輪軌動力作用的影響及其監(jiān)測方法研究[D]. 宋穎.北京交通大學 2010
碩士論文
[1]高速列車車輪多邊形的檢測與識別方法研究[D]. 陳博.西南交通大學 2018
[2]地鐵車輛車輪多邊形形成機理探究[D]. 付彬.西南交通大學 2017
[3]基于軌道振動的車輪多邊形機理研究[D]. 李貴宇.西南交通大學 2016
[4]高速車輪非圓化磨耗發(fā)生機理及轉(zhuǎn)向架高頻減振設計[D]. 劉佳.西南交通大學 2016
[5]CRH2型高速動車組車輪鏇修策略的研究[D]. 龐松林.北京交通大學 2016
[6]高速列車車輪非圓化對振動噪聲的影響及演變規(guī)律研究[D]. 韓光旭.西南交通大學 2015
[7]車輪不圓對軸箱轉(zhuǎn)臂疲勞強度的影響[D]. 孫偉.西南交通大學 2015
[8]高速列車車輪多邊形問題研究[D]. 陳偉.西南交通大學 2014
[9]高速動車組車輪不圓度試驗及仿真研究[D]. 鄭曉陽.北京建筑大學 2013
[10]軌道輪外形及不圓度檢測研究[D]. 沈玉飛.西南交通大學 2011
本文編號：2938206
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