轮轨接触

摘要： 为了进一步探究车轮踏面磨损规律及关键影响因素,结合UM和MATLAB建立包含车辆-轨道耦合动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗计算模型的车轮踏面磨耗预测模型。根据实际线路特点布置线路工况,预测车轮踏面磨耗演变规律,选取车辆和轨道参数,计算分析所选参数对踏面磨耗演变过程的影响。结果表明:车轮踏面磨耗主要分布在名义滚动圆两侧,随运营里程增加,磨耗量近线性增长,等效锥度增大但随轮对横移异常波动,轮轨接触区域向车轮外侧区域扩展但接触区域逐渐局部化;转臂定位节点纵向刚度越大,磨耗分布越宽,磨耗深度越大;转向架轴距主要影响曲线通过时的车轮磨耗发展;轨道不平顺是影响车轮磨耗的重要因素,钢轨打磨和轮轨型面优化是减缓车轮磨耗的有效措施。

摘要： 为改善有轨电车通过道岔区域时所产生的轮轨冲撞以及钢轨异常磨耗问题,以某有轨电车路段轮轨异常磨耗为例,对道岔各部分轨距及间隔尺寸进行验算。根据道岔设计图纸,计算护轨端部轮轨间接触关系,提出有轨电车轮轨线型关系的改进措施。根据不同类型道岔磨耗情况,对各类型道岔的几何线型以及翼轨缓冲段槽宽进行优化分析和分类汇总。研究结果表明:当车辆转向架以自由内接形式通过曲线时,可能出现2种轮轨撞击情况,即后轴外侧车轮与护轨撞击和前轴内侧车轮与护轨相互撞击;为保证辙叉区护轨及翼轨处不发生轮轨撞击,护轨及翼轨缓冲段起始点与内外轨作用边槽宽应取各种工况下最不利值;合理加宽护轨及翼轨缓冲段起始槽宽,可实现辙叉区车体平稳转向;通过对有轨电车道岔几何线型进行调整,可以极大地减缓轮轨之间的冲撞。

摘要： 为探究适用于道岔区的轮轨接触算法,针对我国地铁车辆常用的标准LM型踏面,基于法向切割法和准弹性修正原理,计算并分析标准和磨耗LM踏面与地铁9号道岔转辙器区不同钢轨断面匹配时的刚性和准弹性接触点的分布、结构不平顺及轮轨接触几何参数。结果表明:经过准弹性修正后的接触点较刚性接触点位置有明显变化,在尖轨顶宽20 mm断面,轮载过渡时的横移量会发生改变;准弹性修正后得到的轮轨接触几何关系更平滑、均匀和连续,满足轮轨接触条件,比刚性接触法更适用于道岔区轮轨接触关系的计算。

摘要： 车轮不圆度和踏面接触疲劳是近年来我国高铁普遍遇到的问题。针对我国某型高速动车组踏面,文章在MATLAB/Simulink环境下模拟了车轮多边形情况下单个车轮的垂向动力学响应,并利用有限元软件ABAQUS计算了轮轨接触应力;基于轮轨接触应力,利用疲劳软件Fatigue计算了车轮疲劳裂纹萌生寿命。通过与正常车轮进行对比发现,车轮高阶不圆度会显著改变轮轨接触力,影响轮轨接触点的应力交变幅值,导致车轮疲劳问题加剧。

摘要： 既有车轮多边形问题研究中,通常将同一轮对两侧车轮圆周视为相同轮廓,然而现场实测发现,同一轮对两侧车轮圆周在整个镟修周期内常处于相异状态。结合实测数据对轮对两侧车轮圆周状态进行归类划分;建立车辆‑轨道耦合系统动力学模型,分析轮对两侧车轮圆周状态对轮轨动态响应的影响。结果表明,依据实测数据和离散傅里叶变换结果,理论上将轮对两侧车轮圆周状态分为同阶同幅、同阶异幅、异阶同幅、异阶异幅和单侧非圆;轮对两侧车轮之间的相互作用对轮轨接触特性影响微弱,对轮轨蠕滑特性影响较为明显,对轮轨磨耗的影响显著;同阶状态导致车轮圆周磨耗以整倍阶次发展,异阶状态导致车轮圆周磨耗出现多个显著阶次,包括自身阶次、另一侧车轮阶次、两侧车轮阶次之和以及高阶次的整倍数阶次。结果可为高速列车车轮多边形形成机理的探究提供参考。

摘要： 为改善高铁动车组因车轮踏面中央凹形磨耗恶化的轮轨关系,对比分析了高速铁路各型车轮踏面的轮轨匹配特性。凹形磨耗车轮因丧失重力刚度恢复力反馈响应,导致轮轨蠕滑增大,不良接触愈演愈烈。对比LMA、S1002G和XP55及典型凹形磨耗型面的匹配关系发现,型面选配需合理匹配转向架悬挂特性。LMA大接触斑和轨顶中心的接触位置易于形成共形接触,不利于延缓凹形磨耗;S1002G等效锥度及接触点位置在更窄的轨道窗口内非线性变化,不利于磨耗均匀发展,踏面名义位置处接触斑面积的峰值特征易形成集中磨耗;XP55保持锥度、接触斑面积的(近)线性变化,靠近钢轨工作边轨距角7 mm的初始钢轨接触位置利于克服轨顶共形接触。可借鉴XP55理念优化高速轮轨匹配关系。

摘要： 针对目前轮轨接触斑及接触应力分布难以有效检测的问题,基于接触面的准静态弹簧模型与超声波反射法,设计一种适用于静态轮轨接触状态检测的系统。系统采用水浸式点聚焦超声探头进行检测,主要由机械结构部分、超声波激励采集系统和接触斑及应力分析显示系统组成。机械结构部分包括轮轨加载机构和两轴扫描机构,分别实现对轮轨的固定与加载,以及夹持超声探头进行平面扫描运动;超声波激励采集系统实现对扫描机构的运动控制以及超声波信号的激励、采集和传输,并与接触斑及应力分析显示系统通过以太网通信,实现命令接收与超声波数据的上传;接触斑及应力分析显示系统实现超声数据的接收与处理,并实时显示和存储检测结果。利用所搭建的检测系统首先进行标定实验,建立超声声压反射系数与接触应力之间的关系,然后进行轮轨接触斑与应力分布检测实验,获得了20~70 kN载荷下车轮试件与钢轨的接触斑及应力分布云图,最后采用3次样条插值处理优化了检测效果。实验结果表明:所提出的检测方法与系统能够有效检测静态轮轨接触斑几何形状与接触应力的分布情况,反映真实的轮轨接触状态。对于轮轨的优化设计、寿命预测和轨道维护等研究都具有重要作用和意义。

摘要： 小号码道岔区钢轨磨耗严重,易诱发车辆爬轨掉道,严重影响车辆的正常运行和轨道养护维修。基于多体系统动力学理论,建立货运列车-6号对称道岔动态脱轨仿真计算模型,通过在车体重心施加横向力和抗侧滚力矩以实现车辆爬轨脱轨,模型考虑了轴箱及斜楔等部位的非线性特性。为研究道岔钢轨磨耗对车辆动态脱轨机理的影响,对道岔钢轨廓形进行跟踪测试,将实测廓形输入到动力学软件中,对比研究标准廓形和不同磨耗程度廓形对列车动态脱轨行为的影响,揭示动态脱轨临界状态下列车在岔区的脱轨轨迹、运动姿态、脱轨系数和车轮抬升量等关键指标的变化规律。研究结果表明:随着磨耗程度的加剧,车辆导向轮掉道位置距尖轨尖端越近;仿真结果的车轮爬轨位置、掉道位置和脱轨轨迹与现场调研结果较为一致;车辆更容易在磨耗道岔钢轨上发生爬轨脱轨,作用在车体上的横向力降低了20%。

摘要： 针对地铁轨道钢轨磨耗问题严重,影响了轨道交通的安全运行和乘客的舒适度问题,开展小半径曲线钢轨侧磨规律研究。通过对各种可能原因进行系统分析、实验,理论验证,轨底坡度的设置和缓和曲线长度是影响轨道侧磨的重要因素,通过设定不同的轨底坡度来研究对轨道侧磨的影响规律。

摘要： 为研究60N钢轨350 km/h 18号高速道岔合理的轨距和轨底坡,利用60N钢轨高速道岔关键断面和实测LMA磨耗车轮,基于迹线法原理和Kalker三维非赫兹滚动接触理论,分析不同轨距和轨底坡参数下的轮轨接触几何和力学特性,并与CHN60钢轨高速道岔计算结果进行对比.结果表明:在保证安全的前提下适当将轨距加宽可改善轮轨匹配关系,提升列车过岔平稳性,减小轮对横移量大于8 mm时的轮轨接触应力和表面滚动接触疲劳因子,延长尖轨使用寿命;轨底坡为1/30、1/40和1/50时,轮轨接触参数相差较小,匹配性能较优;轨底坡为1/10和1/20时,横向不平顺和轮轨滚动接触疲劳因子普遍较大,且1/10轨底坡对车轮磨耗的适应性较差;与CHN60钢轨高速道岔相比,60N钢轨高速道岔的等效锥度普遍更小,列车过岔平稳性更优;车轮磨耗易导致车轮在轮轨过渡区段空转,引起尖轨伤损.

摘要： 基于ANSYS软件,对轮轨接触的简化模型在承受压力载荷时的接触应力和应变进行分析,研究结果表明:该工况下,最大等效应力和等效累积塑性应变均发生在轮子和轨道的接触位置处,且最大等效应力大于轮子和轨道的屈服极限,处于不安全状态.

摘要： 基于ABAQUS有限元软件建立三维轮轨接触模型,采用用户材料子程序定义的非线性随动硬化模型和任意Lagrange-Euler(拉格朗日-欧拉)算法,研究碳含量不同的3种高强轨道钢稳态滚动接触时接触区应力和塑性应变分布.结果表明:累积塑性变形最大值发生在轨道次表面2 mm处,随着碳含量的增加,轨道接触斑中间相同深度的累积塑性应变逐渐增大.研究结果对于高强轨道钢的选材有一定参考意义.

摘要： 采用有限元分析软件ANSYS,对钢轨表面存在微裂纹的轮轨接触问题进行研究,获得不同裂纹位置的应力强度因子以及裂纹尖端应力.结果表明,裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子最大;车轮与裂纹的距离超过300mm时,车轮对裂纹的影响可以忽略不计.

摘要： 针对我国30t轴重的重载货车及线路条件,以改善轮轨匹配特性为目的,对LM车轮踏面与不同类型钢轨匹配时的轮轨接触几何关系和轮轨动态相互作用进行了分析,并在此基础上研究了钢轨轨底坡对轮轨接触几何关系及车辆动态曲线通过性能的影响.研究结果表明:相对于CHN60和USA68钢轨,CHN75钢轨在轮对横移较小时可提供较低的等效锥度,轮对横移量超过4mm后,等效锥度逐渐增大,能在保证车辆运动稳定性的同时利于其通过曲线线路,且采用CHN75钢轨可以降低轨道结构的受力.重载线路在使用CHN75钢轨,轨底坡设为1/40时,踏面等效锥度及货车曲线通过性能要优于1/20和1/30的轨底坡设置.

摘要： 利用ansys有限元分析软件对轮轨接触进行了弹性静力学分析,模拟了轮轨真实的几何形状,分别研究了起重机小车在有无偏斜运动两种情况下轮轨接触力的分布状态,得出了偏斜运动对接触应力的影响.

摘要： 为研究不同的车轮和钢轨配合及不同的轮对内侧距等轮轨接触几何关系对高速客车稳定性的影响,选取中国车轮LMA和LM与钢轨CHN60、欧洲标准车轮S1002与钢轨UIC60以及日本新干线圆弧车轮JP-ARC与钢轨JIS60,对几组轮轨配合的运动特性进行了比较,并应用自制的轮轨接触几何计算程序和ADAMS/Rail软件针对不同的轮轨配合情况进行了仿真分析。

摘要： 建立了轨道车辆在曲线通过时,车轮轮缘贴靠钢轨过程的轮轨接触计算模型,采用有限元参数二次规划法求解轮轨接触问题,得出了不同接触位置、不同载荷工况下的轮轨接触力和轮轨应力,详细分析了轮缘贴靠钢轨过程中接触力的变化规律,为解决轮轨磨耗问题提供了理论依据.

摘要： 针对某条普速线路上行曲线上股钢轨铺设初期出现剥离掉块的问题,现场观测了三个半径为400m的曲线钢轨,对钢轨表面状态及磨耗情况进行了测量,分析了曲线上股钢轨的接触状态及受力,对伤损原因进行了讨论,结果表明:曲线上股钢轨纵向剥离掉块伤损形成是由于轨距角鱼鳞纹和轨顶面纵向裂纹边界区域接触应力较大且分布集中所致.该线路下行曲线上股钢轨出现的早期接触疲劳伤损和钢轨磨耗速率、润滑时机、曲线超高、列车通过速度等因素相关.

摘要： 针对某条普速线路上行曲线上股钢轨铺设初期出现剥离掉块的问题,现场观测了三个半径为400m的曲线钢轨,对钢轨表面状态及磨耗情况进行了测量,分析了曲线上股钢轨的接触状态及受力,对伤损原因进行了讨论,结果表明:曲线上股钢轨纵向剥离掉块伤损形成是由于轨距角鱼鳞纹和轨顶面纵向裂纹边界区域接触应力较大且分布集中所致.该线路下行曲线上股钢轨出现的早期接触疲劳伤损和钢轨磨耗速率、润滑时机、曲线超高、列车通过速度等因素相关.

摘要： 针对某条普速线路上行曲线上股钢轨铺设初期出现剥离掉块的问题,现场观测了三个半径为400m的曲线钢轨,对钢轨表面状态及磨耗情况进行了测量,分析了曲线上股钢轨的接触状态及受力,对伤损原因进行了讨论,结果表明:曲线上股钢轨纵向剥离掉块伤损形成是由于轨距角鱼鳞纹和轨顶面纵向裂纹边界区域接触应力较大且分布集中所致.该线路下行曲线上股钢轨出现的早期接触疲劳伤损和钢轨磨耗速率、润滑时机、曲线超高、列车通过速度等因素相关.

摘要： 本发明公开了一种因轮轨冲击作用导致轮轨瞬间失去接触的动态识别方法，属于交通信息安全技术，本发明中首先将振动加速度传感器安装于车轮轴箱上方，并通过后台的采集器采集振动加速度传感器测量到的轴箱振动加速度信息，再对轴箱振动加速度进行时频特征提取，得到时频分布特征，最后绘制时频分布特征的等高线图，判断轮轨是否瞬间失去接触。通过上述方案，本发明达到了即时检测到因轮轨冲击导致轮轨瞬间失去接触的这种特大隐患的目的，避免了车辆发生脱轨的可能性出现，技术成熟，可靠性高，成本低，通道数量少，系统简单，抗干扰性高，其社会经济效益十分明显。

摘要： 本发明涉及一种弓网与轮轨动态接触磨耗机理模拟缩比试验系统，包括弓网子系统和轮轨子系统，所述弓网子系统包括接触网和受电弓，所述接触网为环形结构，所述接触网包括环形结构的线网，所述线网上方通过中间连接机构与固定耳朵相连，所述固定耳朵远离限位一端固定安装有立柱。本发明区别于国内外现有的单轮单轨模拟系统，突破了四轮双轨模拟系统在环形轨道结构的通过能力及平稳性，通过对弓网子系统与轮轨子系统的合理配置，实现了缩比试验系统在环形轨道模拟不同行车速度、车辆载荷、轨道刚度及不连续支撑间距等因素对磨耗产生和发展的影响。

摘要： 本发明公开了一种因轮轨冲击作用导致轮轨瞬间失去接触的动态识别方法，属于交通信息安全技术，本发明中首先将振动加速度传感器安装于车轮轴箱上方，并通过后台的采集器采集振动加速度传感器测量到的轴箱振动加速度信息，再对轴箱振动加速度进行时频特征提取，得到时频分布特征，最后绘制时频分布特征的等高线图，判断轮轨是否瞬间失去接触。通过上述方案，本发明达到了即时检测到因轮轨冲击导致轮轨瞬间失去接触的这种特大隐患的目的，避免了车辆发生脱轨的可能性出现，技术成熟，可靠性高，成本低，通道数量少，系统简单，抗干扰性高，其社会经济效益十分明显。

摘要： 本发明提供一种轮轨材料滚动接触磨损试验方法，包括如下步骤：(1)将待测试的车轮材料或钢轨材料加工成测试样，将与所述待测试的车轮材料或钢轨材料配合试验的材料加工成环形的陪试样；(2)将所述测试样安装到试验机的主轴上，陪试样安装到试验机的从轴上；开机，施加径向压力，设置主轴和从轴的转速，其中主轴的转速大于从轴的转速，且两者的滑差率为0～10％范围内的任意值，进行干态下的磨损试验；(3)启动风扇或空气喷头，对摩擦界面进行吹风降温；(4)观察试样间的实时摩擦系数，在摩擦系数稳定后，继续使试样转动至少5万转，然后停止试验；(5)测定所述测试样质量，计算试验前后的质量磨损并进行表面观察。

摘要： 本发明公开了一种双驱式无极调速轮轨滚动接触疲劳试验装置及方法，该装置包括第一驱动轴传动部件、第二驱动轴传动部件、模拟轮试件、模拟轨试件、轮轨接触加载平台、冷却循环油路、基座和数据采集控制系统。本发明的第一驱动轴传动部件与第二驱动轴传动部件分别位于被测试样两侧且两驱动轴回转中心呈水平分布，以最大程度地降低模拟轮和轨试样的尺寸限制。作为第二驱动轴传动部件动力源的第二伺服控制电机经同步带与第二驱动轴传动部件的转动轴相连，且位于第二驱动轴传动部件的正下方，且与第二驱动轴传动部件为非共用平台刚性连接，有效避免了电机高速运转过程中自身微幅振动带来的接触载荷波动和冲击问题。

摘要： 本发明提供一种轮轨接触仿真模型的构建方法、使用方法及装置，所述构建方法包括：构建初始轮轨仿真模型；接收目标轮对内侧距、目标轨距以及目标横向位移量；将初始轮对内侧距调整为目标轮对内侧距，将初始轨距调整为目标轨距，按照目标平移量对轮对执行平移动作；将轨底坡倾角调整为目标倾角；得到目标轮轨接触仿真模型。本发明提供的轮轨接触仿真模型的构建方法、使用方法及装置，以接收到的目标轮对内侧距、目标轨距、目标横向位移量以及目标倾角为依据，对初始轮轨仿真模型进行调整，得到了目标轮轨接触仿真模型，实现了对轮轨接触仿真模型的自动化按需建立，提高了建模过程的效率和准确率。

摘要： 本发明公开了一种用于轮轨接触斑及应力分布检测的装置和方法，该装置包括：轮轨加载机构、两轴扫描机构、超声波探头、以及控制器；其中，轮轨加载机构用于将车轮检测件固定在钢轨上，并根据控制器发送的控制信号向车轮检测件施加预设值的载荷；两轴扫描机构夹持超声波探头，并根据控制器发送的控制信号携带超声波探头进行平面扫描运动；超声波激励和采集电路用于超声波信号的激励和采集，计算电路配置为发送控制信号，并对接收的超声波数据进行处理，生成轮轨接触斑及应力分布图像数据。该装置安装简单，测量方便，并且，测量结果受耦合效果影响较小，准确性好，精度高。

摘要： 本发明公开了一种轮轨接触状态的评价方法，结合迹线法、准静态和移动窗理论，研究道岔区轮轨空间接触几何关系，开展岔区组合廓形及动态重组过程中的轮轨接触关系评价。本发明提出了轮轨力判断准则，计算结果更为精确，另外在循环计算中，引入了加速窗的方法，基于轮轨法向压缩量与轮轨垂向相对位移之间的几何关系，通过在轮对垂向位移迭代上添加时间窗,无需进行反复迭代积分求解轮轨渗透量和车轮曲面插值，在考虑轮对位移、摇头角和侧滚角、钢轨垂向位移、横向位移和扭转角等众多因素的叠加基础上，剔除了对于当前时间步没有贡献的迭代计算，且增加了载荷条件验证，可显著降低计算量并保证计算精确性。

摘要： 本发明涉及铁道工程轮轨接触计算领域，具体为一种简化轮轨非赫兹切向接触计算的等效方法，其包括以下步骤：S1、已知两个接触体的弹性模量和泊松比分别为E和v，纵向曲率接触斑纵向边界a(y)，法向接触应力分布p0(y)，将接触斑划分为若干沿滚动方向的条带，假设每个接触条带位于局部椭圆的中心，求解局部接触椭圆的短半轴b(y)和横向曲率B(y)；S2、定义两个函数和S3、定义c＝1e‑9，得到h1与h2，h1＝f1(c)·f1(1‑c)，h2＝f2(c)·f2(1‑c)；S4、如果h1＜0，则a＞b，根据公式得到e和b值；如果h2＜0，则a＜b，根据公式得到e和b值；S5、共形接触时，设定b＝10a。本发明将基于赫兹假设的切向接触算法应用于非赫兹工况，从而大幅度提升非赫兹切向接触的计算效率。

摘要： 本发明公开了一种基于轮轨接触轨迹的铁道车辆脱轨智能监控系统，包括轮廓识别模块、相机姿态自标定验证模块、轮廓识别验证模块、轮对横移量识别验证模块和力学仿真模块，轮廓识别模块，相机姿态自标定验证模块、轮廓识别验证模块、轮对横移量识别验证模块和力学仿真模块之间电连接，轮廓识别模块包括高清摄像机，高清摄像机扫描车轮和钢轨轮廓，相机姿态自标定验证模块用于调节高清摄像机的拍摄角度，轮廓识别验证模块对高清摄像机所拍摄的车轮和钢轨轮廓进行识别验证，轮廓识别模块、相机姿态自标定验证模块、轮廓识别验证模块和轮对横移量识别验证模块所获得数据信息通过力学仿真模块进行展示。