重載機車車輪在長期運行過程中會產(chǎn)生不均勻磨耗及剝離掉塊等問題,而車輪多邊形即是踏面圓周向不均勻磨耗的主要表現(xiàn)。在車輪圓周多邊形化嚴(yán)重時,將導(dǎo)致機車與軌道系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊振動,對車輛運行平穩(wěn)性、安全性存在潛在威脅。因此有必要開展重載機車車輪多邊形演變規(guī)律及其對輪軌耦合振動影響研究。鑒于此,本文以25 t四軸大功率重載機車為研究對象,建立了重載機車—軌道縱垂耦合動力學(xué)模型。通過現(xiàn)場跟蹤測試,獲取了0~17萬km運營里程范圍內(nèi)的車輪多邊形數(shù)據(jù),研究其諧波特征及演變規(guī)律。以實測車輪多邊形數(shù)據(jù)作為輪軌界面的激勵輸入,分析輪軌縱/垂向動態(tài)相互作用力、關(guān)鍵部件加速度、輪軌接觸斑、以及法向、切向接觸應(yīng)力等,并最終提出車輪多邊形局部凹陷波深限值控制建議�，F(xiàn)場測試結(jié)果發(fā)現(xiàn),重載機車車輪多邊形主要諧波成分大多出現(xiàn)在1至10階,波長集中在556至3 890 mm范圍內(nèi),當(dāng)機車以速度60~80 km/h運行時,可激發(fā)頻率范圍4至43 Hz的垂向振動。隨著運營里程增加,車輪的徑向偏差幅值呈現(xiàn)增大的趨勢,其中1~3、6~8階車輪多邊形諧波增幅最為明顯。動力學(xué)仿真結(jié)果表明,車輪多邊形演變過程中,機車—軌道耦合系統(tǒng)動態(tài)力、... 

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外車輪多邊形研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 本文研究內(nèi)容
第二章 重載機車—軌道縱垂耦合動力學(xué)模型
    2.1 重載機車—軌道縱垂耦合動力學(xué)模型的建立
        2.1.1 機車系統(tǒng)動力學(xué)分析模型
        2.1.2 軌道系統(tǒng)動力學(xué)分析模型
    2.2 輪軌動態(tài)相互作用力計算
        2.2.1 輪軌法向力計算
        2.2.2 輪軌切向力計算
    2.3 振動方程的數(shù)值積分算法
    2.4 車輪徑向偏差
    2.5 安全性評判標(biāo)準(zhǔn)
        2.5.1 輪軌垂向力
        2.5.2 輪重減載率
    2.6 本章小結(jié)
第三章 機車車輪多邊形現(xiàn)場測試和分析
    3.1 車輪多邊形現(xiàn)場測試
    3.2 實測車輪徑向偏差統(tǒng)計分析
        3.2.1 不同運營里程車輪徑向偏差幅值
        3.2.2 車輪徑向偏差幾何特征分析
    3.3 本章小結(jié)
第四章 車輪多邊形對機車輪軌垂向動力作用的影響
    4.1 車輪多邊形引起的機車—軌道耦合系統(tǒng)振動分析
        4.1.1 機車—軌道耦合系統(tǒng)動態(tài)力分析
        4.1.2 機車—軌道耦合系統(tǒng)振動加速度分析
        4.1.3 機車—軌道耦合系統(tǒng)振動傳遞分析
    4.2 輪軌動態(tài)位移分析
    4.3 車速對機車—軌道耦合系統(tǒng)振動的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 車輪多邊形對機車牽引及縱向振動影響
    5.1 不同牽引力對輪軌相互作用的影響
        5.1.1 不同牽引力下的縱向動態(tài)力響應(yīng)
        5.1.2 不同牽引力下的機車縱向加速度響應(yīng)
    5.2 輪軌摩擦系數(shù)對輪軌相互作用的影響
        5.2.1 輪軌摩擦系數(shù)對輪軌動態(tài)力的影響
        5.2.2 輪軌摩擦系數(shù)對加速度的影響
    5.3 本章小結(jié)
第六章 重載機車車輪多邊形局部凹陷波深限值研究
    6.1 車輪多邊形單一諧波對機車運行安全性影響規(guī)律
        6.1.1 不同波長對機車安全性的影響規(guī)律
        6.1.2 不同波深對機車安全性的影響規(guī)律
    6.2 車輪圓周方向局部凹陷波深控制域
    6.3 本章小結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]動車組車輪多邊形輪軌力的仿真研究[J]. 潘長領(lǐng),李沛澤,王林,馮鈺瑾,肖鵬.  機械工程與自動化. 2018(05)
[2]一種波長固定的車輪多邊形在線故障檢測方法[J]. 孫琦,張兵,李艷萍,陳春俊.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報. 2018(09)
[3]北京地鐵14號線車輛振動和噪聲異常原因分析及改善措施[J]. 劉志遠,高純友,陰曉銘,李濤,薛世海,趙正華.  城市軌道交通研究. 2018(07)
[4]高速動車組垂向止擋異常振動特性及成因分析[J]. 彭來先,韓健,初東博,高陽,李志輝,肖新標(biāo).  機械工程學(xué)報. 2019(12)
[5]輪軌材料硬度匹配對車輪多邊形磨耗影響的試驗研究[J]. 常崇義,李果,張銀花,周邵博.  中國鐵道科學(xué). 2018(02)
[6]高速鐵路列車車輪多邊形化對道岔區(qū)動力學(xué)性能的影響[J]. 王平,張榮鶴,陳嘉胤,徐井芒,陳嶸.  機械工程學(xué)報. 2018(04)
[7]高速列車車輪多邊形磨耗對輪軌力和轉(zhuǎn)向架振動行為的影響[J]. 吳越,韓健,劉佳,梁樹林,金學(xué)松.  機械工程學(xué)報. 2018(04)
[8]車輪非圓化磨耗問題研究進展[J]. 金學(xué)松,吳越,梁樹林,溫澤峰.  西南交通大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[9]直線電機振動特性對車輪多邊形問題的影響研究[J]. 付彬,羅世輝,許自強,唐陽,馬衛(wèi)華.  振動與沖擊. 2018(01)
[10]基于鋼軌模態(tài)振動的車輪高階多邊形研究[J]. 李大地,戴煥云.  機車電傳動. 2018(02)

博士論文
[1]縱向沖動作用下重載列車與軌道動態(tài)相互作用研究[D]. 劉鵬飛.西南交通大學(xué) 2015



本文編號：3662505