轮轨关系

摘要： 列车向着高速与重载方向迅速发展,显著加剧了轮轨接触界面间的损伤。通过在轮轨接触界面进行摩擦管理能够有效地降低轮轨之间的磨损、显著提高列车的运行安全性以及降低运营成本。对轮轨接触界面摩擦管理研究现状进行综述,并介绍轮轨界面摩擦控制对轮轨作用力、黏着、磨耗、滚动接触疲劳以及振动与噪声影响的研究进展;展望了轮轨接触界面摩擦管理未来研究方向,即应针对不同应用环境和接触部位,研发合理的摩擦控制材料,以克服摩擦管理过程中对轮轨损伤及使用局限性等问题;应探究车轮踏面/轨顶面和轮缘/轨距面摩擦控制方式,严格控制摩擦材料喷涂量使两接触面不相互干扰,优化改进轮轨接触界面摩擦管理的最佳应用参数;应研发环境友好型的轮缘/轨距面润滑剂与车轮踏面/轨顶面摩擦控制剂,稳定调控轮轨接触界面的黏着特性。

摘要： 为维持高铁稳定运行,提升资源运输安全,在离线监督性学习算法的基础上,提出了一种轮轨关系在线检测技术。通过高速摄像机获取待检测图像,并进行拼接处理;计算加速度、轮轨力和轮轨间关系,依据关键部分的振动值得到列车的加速度值,以此判断列车是否处于平稳运行状态;通过间接测量法计算列车的横向力平衡方程和侧滚力矩平衡方程,得到轮轨力具体值;通过k均值算法聚类处理以明确各个样本的类中心,找出样本数量最少的类,设为异常类,完成高铁轮轨关系的在线检测。仿真实验结果表明,在稳定性、数据可靠性和实际应用方面,各项参数曲线变化幅度极为相同,曲线走向几乎一致,且使用后的轮轨接触状态较好,满足高铁轮轨关系在线检测技术的实际应用需求。

摘要： 对打磨前后的高速铁路道岔打磨受限区特征断面钢轨廓形进行测量,建立车辆-道岔耦合动力学模型仿真模拟列车通过打磨前后道岔打磨受限区的动力学特性,并对车辆动力学性能进行现场实测。结果表明:廓形打磨后,道岔打磨受限区内侧工作边明显低于打磨前,且降低值得到明显优化,全新车轮及磨耗车轮与打磨后的道岔受限区特征断面接触时的等效锥度均得到明显改善且均在理想范围内;在不同运行速度下,全新车轮及磨耗车轮与打磨后的道岔受限区特征断面接触时,构架及车体横向加速度均减小,列车轮轨接触关系得到优化,列车运行横向稳定性得以提升。现场实测结果进一步验证了廓形打磨对列车运行横向稳定性的改善作用。

摘要： 在轮轨损伤计算中,为了提高轮轨滚动接触解的求解效率与精度,常采用简化的非赫兹滚动接触模型。然而,此类模型的精度及适用性仍未得到充分的验证。以我国高速铁路常见的两种标准车轮型面(LMA和S1002CN)与标准CHN60钢轨的匹配状态为例,采用三种典型的非赫兹滚动接触简化模型(KP、STRIPES和ANALYN)进行模拟,以CONTACT的结果作为参照,对比简化模型在预测具体轮轨接触斑形状、接触应力和黏滑分布等详细接触计算结果的准确性。采用统计的方法,使用UM动力学软件进行仿真输出接触参数,评估不同接触模型在实际车辆运行工况下的计算精度。计算结果表明:上述三种简化模型的计算精度在处理LMA-CHN60接触工况时最优。而S1002CN廓形存在明显的局部曲率突变,简化模型的计算精度在处理该种工况时较差。在三种模型中计算详细接触解时ANALYN模型精度最高;只计算接触参数时KP模型与ANALYN模型的结果差异不大,但KP模型的计算不依赖于局部曲率且效率更高。

摘要： 为探究轮轨接触几何非线性与车辆动力学性能的关系,提出一种新的轮轨接触几何非线性参数,即复合等效锥度,讨论伴随车轮磨耗增加,复合等效锥度对车辆动力学性能的影响。以线性等效锥度为基础,通过不同轮对横移量对应的接触宽度差值占比对线性等效锥度进行加权,得到复合等效锥度。实测磨耗车轮型面,对比随运营里程增加不同轮轨接触几何参数的变化规律。基于UM建立车辆动力学模型,讨论轨道不平顺激励下复合等效锥度与车轮磨耗之间的关系以及对车辆动力学性能的影响。研究结果表明:复合等效锥度考虑了轮轨接触几何状态变化,计算时不受轮对大位移时局部磨耗的影响,可以更真实地反映轮轨接触的非线性状态。与等效锥度相比,中低不平顺激励下复合等效锥度对轨道不平顺的大小更敏感。复合等效锥度与车辆动力学性能之间存在明确的对应关系。随着复合等效锥度增加,车辆稳定性下降。当复合等效锥度超过0.29后,车辆动力学性能指标的变化趋于稳定。通过复合等效锥度,可对线路不平顺等级和车辆动力学性能进行评估,对轨道车辆设计与维护有一定指导意义。

摘要： 城市轨道交通无人驾驶技术的发展对列车运行的安全性、可靠性及多感知功能提出了更高的要求,其中列车脱轨检测功能是无人驾驶城轨列车必备的功能。非接触式脱轨检测系统以电涡流接近传感器为感知元件,针对转向架轮对与铁轨间的位置关系进行检测,以此判知转向架是否脱轨。系统采用单架双传感器双探测磁芯的措施以应对列车运行状态及线路的复杂性,从而保证能稳定地实现列车脱轨检测功能。该系统具有精准探测、反应灵敏等特点。

摘要： 在高噪声环境下,高铁轮轨关系分析准确率较低,难以达到用户要求,对此,基于DCAE-CNN提出了一种新的高铁轮轨关系自动化检测方法,同时检测轮轨高频振动数据、弹条共振数据、轮重满载率、直尖轨受力数据,来确定高铁轮轨关系,分析高铁轮轨之间的作用力。基于DACE-CNN结构建立神经网络,在高速条件下进行轨道数据采集、轮轨关系检测、轨道几何尺寸测量、轨道线路质量评估、受电弓数据集成、信号源处理等,实现高速列车轮轨关系的匹配。实验结果表明,基于DCAE-CNN的高铁轮轨关系自动化检测方法的数据集检测准确率超过98%,检测能力较强,保证高铁轮轨关系符合要求。

摘要： 轮轨粘着是制约轨道车辆牵引性能的核心因素之一,提升车辆粘着性能是各轨道交通强国研制更高速度、更大载重车辆时的迫切需求。为进一步提升轨道车辆在全天候工况下的粘着利用性能,本文提出了一种基于统计学指标的自适应粘着利用控制算法,算法通过牵引数据的统计学指标对当前车辆运行的轮轨条件进行辨识,并结合干、湿轨不同工况下的粘着特性差异,利用自适应控制策略实现不同工况下的精细粘着利用。现场验证试验数据表明,本文提出的算法粘着利用性能良好,不仅提高了轮轨间粘着力的利用效率,更减小了低粘着工况下的速度波动,进而改善了车辆的乘坐舒适性。

摘要： 针对现如今铁路道岔直尖轨主要组合断面打磨廓形较为单一问题,对1180组道岔尖轨主要组合断面开展调查分析,将现场测试的组合断面廓形进行离散化处理,处理后的廓形竖向分成6个大区域,随后对各区域的垂向偏差值进行归一化分析,由正态分布理论得到道岔关键断面偏差范围.然后对6个大区域中每个区域横向进一步均分成10个小区域,基于算术平均法对每个区域进行代表点选取,通过多段多项式拟合算法对多个曲线进行拟合,最终设计得到10组道岔尖轨打磨优选廓形.通过动力学仿真及现场试验验证优选廓形实际效果.结果表明:列车通过尖轨打磨组合断面优化廓形磨耗特性及列车横向运行稳定性优于列车通过尖轨全新组合廓形,打磨前横向及垂向加速度均值分别为1.59 g、0.56 g,打磨后横向及垂向加速度均值分别为1.52 g、0.53 g,轨检车平稳性得到提升.

摘要： 高速道岔因其自身固有的结构不平顺,在轮载过渡时存在剧烈的轮轨动力冲击作用。随着高速列车运行速度的提升,动态轮轨冲击效应进一步加剧。目前,最高时速350 km的高速道岔结构体系已形成,随着时速400 km以上高速铁路的建设,亟需开展既有高速道岔的适应性研究。在评估18号道岔对时速400 km高速列车的适应性基础上,从轮轨关系、无缝化设计等方面,对时速400 km高速道岔的结构设计关键技术进行探讨,提出在设计时速400 km高速道岔时,可通过合理设置心轨降低值、抬高翼轨、优化基本轨廓形等技术,改善轮轨相互作用;通过转辙器跟端限位器优化、采用新型钩型锁闭机构,进一步实现高速道岔无缝化,满足跨区间无缝线路要求,优化了行车条件,保障了线路平顺性,可为相关高速道岔设计提供参考。

摘要： 轮轨关系是轨道交通中的关键技术问题，对列车运行的安全性和可靠性具有重要意义。近二十年以来，我国轨道交通不断提速，相关科研单位做了大量的研究工作，涉及的内容包括轮轨接触力学、磨耗和波磨等问题。文章对2000年以来我国轮轨关系文献进行了整理和介绍，以供参考。

摘要： 本文研究了高速列车车轮多边形形成的特点,研究了车轮多边形与轮径之间的关系,从金属微观结构,揭示了高速列车出现车轮出现多边形后的残余应力、硬度、硬化层、珠光体分布情况等,并指出了由于轮轨关系有规律的异常振动会导致车轮圆周方向硬度、残余应力、珠光体分布不均,同时进一步也会加剧车轮多边形的发展,其之间是相互依存、相互促进.

摘要： 在高速轮轨关系研究中,在线测量轮轨作用点的位置及轮轨接触参数对研究脱轨机理和高速轮轨运行安全评估有十分重要的意义.基于车辆-轨道系统的特点,创新性的将轮轨蠕滑理论应用到载荷辨识中,解决了轮轨接触力及接触点均为未知的不适定问题,构建了非线性轮轨力载荷辨识模型.基于轮轨接触的特性,提出了轮轨力快速辨识流程,可以快速高效地计算出轮轨垂向力.利用Newmark-β方法对该模型进行离散化,并基于弦截法对横向力非线性方程进行迭代求解,可以快速辨识出轮对横移量,轮轨接触角.将辨识结果与正演模型对比,轮对横移量及接触角的辨识精度均可以达到0.71.本方法仅把加速度作为辨识输入,无需轨道不平顺以及位移,速度等响应数据,并且可以快速高效的进行运算,因此本方法可以较为方便的进行推广应用,既可以在检测车上进行识别,同时可以方便的在运营车辆上进行载荷识别,满足运营列车实时安全监测的需要.

摘要： 国外高速铁路的经验表明高速铁路轮轨关系对高速列车的运行和维修有重大影响。本文以中国铁路、日本新干线和欧洲的车轮踏面以及钢轨断面为实例，研究在轮对内侧距为1 353和1 360mm两种情况下，计算分析不同车轮踏面的轮轨几何关系，应用车辆动力学仿真软件分析高速客车的运行平稳性、脱轨系数、轮轨磨耗指数和临界速度等，应用有限元程序计算轮轨接触应力。通过对轮轨关系的综合研究，参考国外高速铁路的轮轨参数，建议中国高速铁路采用1 360mm的轮对内侧距，研制新型的中国高速车轮踏面.

摘要： 随着过山车速度及运动复杂性不断提高,其研制过程的动力学分析、安全评价愈显重要,传统方法已很难满足要求.采用虚拟样机技术和图形学方法对轨道模型、车辆拓扑结构以及轮轨关系等过山车动力学建模中的关键问题进行研究,并在ADAMS软件中实现.通过仿真分析,在设计阶段就可获得过山车在不同工况下运行时各部件的速度、加速度及载荷变化曲线,为进一步的强度校核、安全性分析提供可靠依据。

摘要： 本文介绍了全世界高速铁路发展现状和中国高速铁路网的发展规划。列举了高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故和引起脱轨事故的原因。探讨了关系到高速列车安全问题研究的一些关键科学问题。阐述了现有车辆轨道耦合动力学模型存在的问题,如果使用它们能够有效准确地对高速列车/线路耦合动态行为和在复杂环境下高速运动时进行可靠地安全评估和分析,需要对这些模型在空间耦合范围、频率影响范围的建模进行扩大,结构重要的连接件的线性建模考虑由非线性建模代替,从正常工作状态到非正常状态进行建模改进。并提出高速列车安全问题的主要研究内容。

摘要： 本文介绍了全世界高速铁路发展现状和中国高速铁路网的发展规划。列举了高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故和引起脱轨事故的原因。探讨了关系到高速列车安全问题研究的一些关键科学问题。阐述了现有车辆轨道耦合动力学模型存在的问题,如果使用它们能够有效准确地对高速列车/线路耦合动态行为和在复杂环境下高速运动时进行可靠地安全评估和分析,需要对这些模型在空间耦合范围、频率影响范围的建模进行扩大,结构重要的连接件的线性建模考虑由非线性建模代替,从正常工作状态到非正常状态进行建模改进。并提出高速列车安全问题的主要研究内容。

摘要： 本文介绍了全世界高速铁路发展现状和中国高速铁路网的发展规划。列举了高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故和引起脱轨事故的原因。探讨了关系到高速列车安全问题研究的一些关键科学问题。阐述了现有车辆轨道耦合动力学模型存在的问题,如果使用它们能够有效准确地对高速列车/线路耦合动态行为和在复杂环境下高速运动时进行可靠地安全评估和分析,需要对这些模型在空间耦合范围、频率影响范围的建模进行扩大,结构重要的连接件的线性建模考虑由非线性建模代替,从正常工作状态到非正常状态进行建模改进。并提出高速列车安全问题的主要研究内容。

摘要： 本文介绍了全世界高速铁路发展现状和中国高速铁路网的发展规划。列举了高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故和引起脱轨事故的原因。探讨了关系到高速列车安全问题研究的一些关键科学问题。阐述了现有车辆轨道耦合动力学模型存在的问题,如果使用它们能够有效准确地对高速列车/线路耦合动态行为和在复杂环境下高速运动时进行可靠地安全评估和分析,需要对这些模型在空间耦合范围、频率影响范围的建模进行扩大,结构重要的连接件的线性建模考虑由非线性建模代替,从正常工作状态到非正常状态进行建模改进。并提出高速列车安全问题的主要研究内容。

摘要： 本文基于Brockley轮轨系统的自激振动引起钢轨的磨耗型波磨的理论，建立了车辆稳态通过小半径曲线时由轮对—钢轨—轨枕弹簧组成的系统有限元弹性振动模型，在模型中假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦系数的乘积，应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性。计算结果显示，当摩擦系数μ>0.28时，轮轨系统在饱和蠕滑力作用下存存很强的自激振动趋势，也即钢轨波磨趋势。研究了轨枕支撑弹簧刚度和阻尼对钢轨波磨的影响，发现较软的轨枕支撑弹簧刚度和合适的轨枕支撑阻尼可以抑制钢轨波磨。研究发现，把离散轨枕弹簧支撑改为连续弹簧支撑，仍然不能消除磨耗型铡轨波磨。

摘要： 本申请公开了翼上轮轨推进器，包括轨道、翼片及驱动装置，其中：轨道为环形，轨道的上侧或下侧安装有多个可沿轨道运动的翼片，驱动装置用于驱动翼片以相同速度沿轨道顺时针或逆时针运动，翼片相对于翼片围成的面倾斜设置，翼片沿轨道运动时能够产生作用于轨道的垂直于轨道围成的面的推进力。与现有技术相比，本申请的翼上轮轨推进器是由驱动装置和轨道为翼片提供较高的相对运行速度，高速运动的翼片所产生的推进力作用于轨道，能够为轨道平台提供更大的推进力，提高了系统的载荷能力，使翼上轮轨推进器能够适用于重型航空设备。

摘要： 本申请公开了翼上轮轨推进器，包括轨道、翼片及驱动装置，其中：轨道为环形，轨道的上侧或下侧安装有多个可沿轨道运动的翼片，驱动装置用于驱动翼片以相同速度沿轨道顺时针或逆时针运动，翼片相对于翼片围成的面倾斜设置，翼片沿轨道运动时能够产生作用于轨道的垂直于轨道围成的面的推进力。与现有技术相比，本申请的翼上轮轨推进器是由驱动装置和轨道为翼片提供较高的相对运行速度，高速运动的翼片所产生的推进力作用于轨道，能够为轨道平台提供更大的推进力，提高了系统的载荷能力，使翼上轮轨推进器能够适用于重型航空设备。

摘要： 本发明专利涉及一种轮轨列车之轮、轨结构形状及相互关系。因林勇发明的众高列车(专利申请号201711363029.6)的重心在轮与轨接触点水平面以下，整个结构力学特性为吊式，故钢轨采用一条，车轮采用一列，钢轨工作面为圆柱形，车轮外圆凹环与钢轨工作圆柱面吻合，因此，轮轨列车具备了自平衡功能，无论在何种工况下，轮轨列车所受外力的合力始终通过钢轨工作圆柱面圆心，或称机构死点，永不翻车，从根本上彻底解决轮轨列车运行安全问题。

摘要： 本实用新型公开了一种模拟轮轨接触关系的仿真实验台，包括水平布置且整体平滑过渡的环形轨道；环形轨道上布置有实验列车，环形轨道的中央布置有用于牵引实验列车的环形牵引装置，环形牵引装置通过转臂和车钩与实验列车连接，在环形牵引装置的作用下实验列车沿环形轨道运动；实验列车包括车体、转向架和轮对，轮对布置在环形轨道上，轮对与位于环形轨道中央的轮对驱动装置连接，轮对驱动装置用于驱动轮对自行转动。本实用新型通过环形牵引装置和轮对驱动装置两套动力系统来模拟列车运行时导致的蠕滑现象，真实模拟轮轨接触状态；与完全模拟场景相比，极大地降低了模拟条件，降低了模拟成本，应用前景好。

摘要： 本申请提供了一种轮轨关系试验台的控制系统及其方法，可包括：流程控制模块、参数调节模块、信号采集模块和状态监控模块。流程控制模块用于生成控制轮轨关系试验台运行的试验流程任务和步骤调用规则，并按照步骤调用规则向轮轨关系试验台下发试验流程任务的运行步骤，其中试验流程任务包括多个流程任务文件，流程任务文件包含多个控制参数的目标值。参数调节模块用于将多个控制参数的目标值分别转换为轮轨关系试验台的执行机构的指令值。信号采集模块用于采集在多个控制参数的指令值的控制下的轮轨关系试验台的状态参数。状态监控模块响应于超过报警阈值的状态参数，生成并发出控制轮轨关系试验台的急停指令。

摘要： 本发明涉及一种模拟轨道交通轮轨关系的滚动振动试验台，用以通过模拟轮轨垂向加载和轮轨冲角调节，该滚动振动试验台包括：整体框架支撑装置：包括底板、顶板、连接底板和顶板的框架方钢以及用以固定框架方钢和底板的斜方钢；轮轨模拟装置：包括下端盖、通过从动轴与下端盖连接的滚动轮以及与滚动轮过盈配合的钢轨轮；主动轴旋转驱动装置：包括依次连接的电动机、十字联轴器和主动轴，所述的主动轴与钢轨轮传动连接；垂向加载装置：与顶板连接，用以向滚动轮加载垂向载荷；角度调节装置：与垂向加载装置连接，用以调整轮轨冲角。与现有技术相比，本发明具有检测切向和横向蠕滑、检测准确精度高、经济快捷、运行成本低等优点。

摘要： 本发明公开一种轮轨关系模拟疲劳实验装置及方法，该装置包括设置在水平面上的基础平台，固定安装在基础平台上的加载框架上方滑动连接有荷载箱，所述基础平台上安装有电机，电机作为驱动轮带动曲柄旋转，曲柄与传动机构连接，传动机构带动模拟车轮在钢轨试件上水平往复运动，所述模拟车轮通过载荷连杆与所述荷载箱连接，模拟车轮的水平往复运动又会通过载荷连杆带动荷载箱上下往复运动，从而对放置在模拟车轮下方的钢轨试件施加动荷载。本发明克服现有技术中成本高、维护费用大和花费时间长的缺陷，具有成本低、维护费用小和花费时间短等优点。

摘要： 本申请提供了一种轮轨关系试验台的控制系统及其方法，可包括：流程控制模块、参数调节模块、信号采集模块和状态监控模块。流程控制模块用于生成控制轮轨关系试验台运行的试验流程任务和步骤调用规则，并按照步骤调用规则向轮轨关系试验台下发试验流程任务的运行步骤，其中试验流程任务包括多个流程任务文件，流程任务文件包含多个控制参数的目标值。参数调节模块用于将多个控制参数的目标值分别转换为轮轨关系试验台的执行机构的指令值。信号采集模块用于采集在多个控制参数的指令值的控制下的轮轨关系试验台的状态参数。状态监控模块响应于超过报警阈值的状态参数，生成并发出控制轮轨关系试验台的急停指令。

摘要： 本申请公开了轨道车辆轮轨关系试验台，包括轨道轮装置、车轮悬挂装置、加载装置、测量装置和控制系统，轨道轮装置模拟实际钢轨，加载装置对试验轮施加载荷，车轮悬挂装置将载荷传导至试验轮，测量装置对其他装置进行数据采集并发送给控制系统，控制系统对采集数据进行运算并得出试验结果，并确保试验自动运行，避免了人为操控失误的风险。本发明能够用于进行轮轨关系领域的多种试验，在满足最高试验速度需求的前提下降低了试验成本，另外，试验台能够在试验过程中模拟线路激扰，使得车轮运行状态与实际接近，令试验结果更具有参考价值，同时还满足多种轨道车辆的试验需求。

摘要： 本实用新型公开了一种模拟轨道交通轮轨关系的滚动振动试验台，包括底座，所述底座上方固定安装有盖板，所述底座上表面靠近边缘位置固定安装有支架，所述盖板上表面嵌入固定安装有上检测组件，所述上检测组件下表面开设有旋转孔，所述旋转孔内部活动安装有旋转杆，所述旋转杆一端固定安装有旋转座，所述旋转座外表面开设有卡合区，所述卡合区内部卡合安装有轴承，所述轴承的内圈部分设置有转轴，所述转轴外表面嵌套安装有待检测轮，所述卡合区内部卡合安装有卡合板。本实用新型所述的一种模拟轨道交通轮轨关系的滚动振动试验台，可以减少设备螺柱组件的使用，方便使用者对待检测轮进行更换，还可以提高设备对不同尺寸待检测轮的适配性。