钢轨波磨

摘要： 重载铁路钢轨波磨会加剧轮轨间振动,导致轨道-车辆系统零部件损坏,危及运行安全性,在实际养护维修中需及时发现波磨区段并进行打磨。提出一种基于轴箱加速度的WPD-ASSTFT时-频边际谱方法用以诊断重载铁路钢轨波磨。首先,对轴箱垂向加速度数据进行小波包分解得到若干个子信号,对各个子信号做自适应同步压缩短时傅里叶变换,叠加各子信号时频分布获得原始信号的时频分布。然后根据波磨的周期性特征对由WPD-ASSTFT得到的时频分布进行分频带滤波,计算时-频边际谱。最后,根据时-频边际谱分别计算波磨强度因子和能量因子,当两者都超过阈值时判定区段存在波磨,并提取波磨波长信息。用该方法对纯波磨区段和伴有焊接接头不平顺的波磨区段进行诊断,其结果与现场复核结果高度一致,证明用该方法能有效诊断重载铁路波磨。并对同线路不同月份检测数据对比分析,证明了该方法具有较好稳定性。

摘要： 针对客货混跑线路小半径曲线存在的较为严重的钢轨轨侧波磨影响列车运行平稳性和安全性的问题,本文基于皖赣线钢轨波磨实测数据,将波磨分为轨顶波磨与轨侧波磨两类.基于现场发现,钢轨打磨车可以有效处理轨顶波磨,但对轨侧波磨处理效果不佳.仿真研究建立车辆-轨道耦合动力学模型与波磨三维纵向模型,分析了轨侧波磨对列车运行平稳性以及蠕滑特性的影响.结果发现:轨侧波磨导致车体横向振动加速度增大了66.2%,轮重减载率增加了66.7%,脱轨系数增加了15.2%,表明轨侧波磨对车辆运行平稳性和安全性有较大的影响;轨侧波磨导致横向蠕滑力增加了22.9%,横向蠕滑率增加了29.3%.因此建议小半径曲线钢轨打磨车打磨完成后再采用人工打磨的方式对轨侧波磨进行处理.

摘要： 随着传统波磨动态检测弦测算法的改进,轨顶中线处波磨曲线的提取精度逐渐提高,但钢轨波磨是一种不规则的空间曲面,单一条波磨曲线不足以完整反应真实的波磨信息。由此,文章提出一种钢轨波磨区域曲面动态检测方法,以实现轨顶中线区域波磨曲面的准确还原。所提检测方法运用点线结合的测量方式,将结构光技术与传统中点弦测法结合所得精确测量点波磨值与其未被磨损一侧轮廓点集作为参考点,以标准钢轨轮廓作为点云轮廓算法ICP(iterative closest points)配准基准,有效避免迭代过程中局部最优解的出现。实验室条件下实现轨顶中线±10 mm范围内波磨曲面检测,拓展波磨的检测范围,满足测量精度要求,证明所提动态波磨检测方式是一种可行的区域波磨曲面复原方法。

摘要： 针对地铁小半径曲线地段钢轨波磨对于地面环境振动的影响,选取某地铁普通整体道床小半径曲线钢轨有波磨与无波磨地段车辆通过时的隧道内及地面振动状况进行测试,同时测量有波磨地段与无波磨地段钢轨波磨实际状况。从频域角度对数据分析整理,研究结果表明:钢轨波磨对于隧道内及地面振动存在显著增大作用;列车通过引起的振动在钢轨-轨道板-隧道壁-地面的传播过程中逐渐降低,并且高频振动的下降速度大于低频振动;短波波磨对于钢轨振动的影响较为剧烈,而长波波磨对地面环境振动影响较大。

摘要： 针对地铁运营中存在的钢轨波磨问题,对短枕式整体道床地段开展钢轨波磨特征和动态响应测试,分析钢轨波磨产生原因和影响,并建立车辆-轨道耦合动力学模型,分析了不同钢轨波磨参数对车辆动力响应的影响。研究表明:钢轨波磨在小半径曲线段更为严重,外侧钢轨波磨相对内侧存在滞后现象,主波长在30~63 mm;短枕式整体道床在400 Hz和800 Hz附近的振动是导致主波长波磨的主要原因;钢轨波磨波长是动力学性能和安全指标的主要影响因素,轮轨力最大值出现在波峰前的波形上升区段;轮轨力增大是整体道床固有频率与列车通过频率接近而导致的共振引起的。

摘要： 现场测试某地铁线路普通道床地段钢轨波磨和钢轨振动加速度,建立了地铁车辆-轨道耦合动力学模型,分析了不同特征钢轨波磨对轮轨系统动力特性的影响,提出了指导钢轨打磨控制波磨的波深安全阈值。结果表明:钢轨波磨主要发生在小半径曲线地段圆曲线内轨,主波长200~250 mm,最大波深约0.8 mm,直线地段出现短波波磨,主波长40 mm,最大波深约0.1 mm;波磨主要波长与轨道结构振动主频对应;钢轨波磨激励导致轨道结构振动较大,轮轨系统动力响应剧烈,尤其是70 mm以下的短波波磨;轮轨垂向力呈周期性波动,波动周期与波磨波长相同,周期内1/4波长处轮轨冲击振动达到峰值;钢轨波磨对轮轨系统动力响应的影响随着波长减小、波深增大而加剧;现有规程中指导钢轨打磨的波磨安全限值适用于长波波磨,对于波长30、40、50、60 mm的短波波磨,运营速度80 km/h情况下,建议波深安全阈值为0.08、0.11、0.12、0.21 mm,波深超出安全阈值后应及时打磨。

摘要： 目的研究地铁车辆结构一系悬挂及轨道结构支承刚度和阻尼对梯形轨道小半径曲线钢轨波磨的影响规律,并提出抑制相应区段钢轨波磨的多参数拟合优化方法。方法基于轮轨系统的摩擦自激振动理论,构建梯形轨道小半径曲线段上带有一系悬挂轮轨系统的有限元模型。然后通过复特征值分析,研究地铁梯形轨道小半径曲线段轮轨系统的摩擦自激振动特性。最后开展地铁车辆结构一系悬挂及轨道结构支承刚度和阻尼的参数化分析,采用最小二乘法,对影响不稳定振动的关键参数进行多参数拟合。根据该拟合方程,采用遗传算法进行关键参数的优化匹配。结果在曲线半径为350 m的梯形轨道上,轮轨间因存在饱和蠕滑力,引起摩擦自激振动,在439.02 Hz时,产生了不稳定振动,从而导致了钢轨波磨的产生。影响轮轨间不稳定振动的关键因素为扣件的垂向刚度、横纵向刚度、垂向阻尼和减振材料的垂向刚度。结论当扣件的垂向刚度为36 MN/m、扣件的横纵向刚度1.68 MN/m、扣件的垂向阻尼为2.9 kNs/m、减振材料垂向刚度为5.57 MN/m时,可有效抑制梯形轨道小半径曲线段上钢轨波磨的发生。

摘要： 针对地铁小半径曲线地段的钢轨波磨问题,建立地铁车辆-曲线轨道空间耦合动力学模型,分析曲线半径、行车速度、轮轨摩擦系数等参数对轮轨动力特性及钢轨波磨的影响。为控制钢轨波磨发展,对地铁线路的设计、运营和维护提出了建议。结果表明:曲线半径从800 m减小至300 m时,磨耗功率均方根增大2.7倍,标准差增大85%,过小的曲线半径是钢轨波磨频发的主要原因;小半径曲线地段列车实际运营速度可以略大于设计速度,取60 km/h,使曲线处于适当的欠超高状态,能够控制轮轨磨耗和钢轨波磨发展;轮轨摩擦系数过大会加剧轮轨磨耗,易发生钢轨波磨,然而轮轨摩擦系数过小也会加剧轮轨磨耗,因此建议轮轨间保持适当的润滑状态,轮轨摩擦系数在0.3左右为宜。

摘要： 文章对某地铁线路不同区段的钢轨波磨情况和运营期间的车内噪声情况进行了现场实测,通过处理测试数据,得到了钢轨表面粗糙度的1/3倍频程波长谱、车内噪声的1/3倍频程频谱和等效连续A声级。通过分析钢轨短波波磨与车内噪声的特性,得到了钢轨短波波磨对车内噪声的影响水平。通过对测试数据的统计分析和仿真计算,研究了车内噪声与区间钢轨波磨的对应关系和钢轨的打磨策略。结果表明,车内噪声显著频率在400~800 Hz频段出现异常增大,结合车速与频率的关系得出波长为30~50 mm的波磨是造成地铁车内噪声异常的主要原因;以等效连续A声级衡量车内噪声水平,得出了车内噪声水平与区间钢轨30~50 mm短波波磨水平的指数型对应关系;提出了针对钢轨波磨波长为30~50 mm的打磨限值建议。

摘要： 基于轮轨系统摩擦自激振动的观点,研究山地地铁线路长大坡道圆曲线段处出现的典型钢轨波磨现象。利用SIMPACK建立山地地铁车辆-轨道动力学模型,验证了列车通过长大坡道圆曲线段外侧轮轨间的蠕滑力处于饱和状态;建立相应区段上由导向轮对-钢轨-道床所组成的轮轨系统有限元模型,采用复特征值分析法从频域角度研究轮轨系统的稳定性;采用控制变量法研究浮置板结构中隔振器的垂向刚度和垂向阻尼、扣件的垂向刚度和垂向阻尼对轮轨系统摩擦自激振动的影响规律。结果表明:在长大坡道圆曲线段上,外侧轮轨间饱和蠕滑力引起的轮轨摩擦自激振动是导致该区段外轨处钢轨波磨产生的主要原因,诱导频率为459.63 Hz。参数化分析表明,轮轨系统摩擦自激振动随隔振器的垂向阻尼和垂向刚度的增大呈增大趋势,随扣件的垂向阻尼的增大呈降低趋势,而随扣件垂向刚度的增加呈先减小后增大的趋势;当扣件的垂向支撑刚度为40 MN/m时,钢轨波磨最不容易发生。

摘要： 本文通过测试国内多个地铁线路的钢轨波磨,研究轨道系统与钢轨波磨的相互影响.分析发现,线路工况对钢轨波磨影响大于扣件类型的影响;波磨激励频率与轨道系统共振频率和车内噪声峰值频率相吻合,波磨区间高低轨间轨道系统总振动级差异较大,但其最小值仍大于非波磨区间总振动级,体现出波磨制约着轨道系统的振动和噪声,表明控制波磨对改善轨道交通系统安全性和舒适性具有重大作用.同时测试数据还表明,谐振式浮轨扣件具有较高的减振能力,且能够抑制钢轨波磨产生.

摘要： 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,发现当轮轨摩擦系数μ＞0.28时轮轨系统存在严重的频率f＜1 200 Hz的不稳定粘-滑弹性振动。振动模态显示,轮轨在发生不稳定粘-滑振动时车轮相对钢轨发生横向滑动。轮轨系统的粘-滑振动是引起钢轨波磨的原因之一,应用本文的方法可以预测小半径曲线的钢轨长波波磨和短波波磨,当控制摩擦系数μ≤0.28时,可以抑制甚至消除钢轨波磨。

摘要： 轨道交通进入大发展期，目前全国（大陆地区）已经有17个城市的地铁投入运营，运营里程2218km线路投入运营，建设运营中积累了丰富的经验；应加强管理，统一规划编制工作，各专业应系统总结编制修改相关专业技术标准。工程设计专业标准应当先行。 防火门问题是缺少适合地铁使用条件的系列标准。目前编制标准的基础资料缺乏，现在有关单位已经开展相关科研工作，但应组织开展标准编制工作，提出适合地铁的相应标准。 在北京地铁四号线设计中，发现问题进行了改进，使用了6樘新的双向开启防火门。经过4年运营考验门体结构完好开启正常，但造价高，属于非标产品，应进一步研究进行系统的标准化工作。 在钢轨焊接安装设备涉及供电等专业。铁路原则上不容许在钢轨上焊接其他专业部件，通信信号专业线缆有成熟连接方式；城市轨道交通DC750接触轨供电方式，需要钢轨回流，必须将电缆与钢轨连接，目前采用焊接及螺栓连接，但没有相应的技术标准，不同设计单位，不同地区采用方式不一，编制相关技术标准统一做法，此外城市轨道交通的工程建设方式和设计管理不同于铁路。做好专业间标准衔接十分重要。 钢轨波磨问题引申出标准选择十分慎重，采用其他行业标准时，要采用成熟技术，留有足够的安全系数，不要轻易修改降低标准参数。

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： 本发明提供了一种钢轨小半径曲线内轨的波磨波长和波深的估算方法。该方法包括：建立轨道小半径曲线内轨波磨的波长和波深估算模型；基于有限元及动力学仿真确定所述波长和波深估算模型的参数；分析小半径曲线内轨波磨波长和波深发展特性；基于小半径曲线钢轨振动频响特性计算及车辆通过激励分析和波磨主振频率分析，提出了轨道结构超谐振动导致波磨产生的理论。该发明能对曲线内轨波磨的产生和发展趋势进行预判，为维修部门提供有针对性的钢轨打磨或维保建议，从而降低时间、经济成本，提升曲线车辆运行的寿命及安全性。

摘要： 本发明提供了一种钢轨小半径曲线内轨的波磨波长和波深的估算方法。该方法包括：建立轨道小半径曲线内轨波磨的波长和波深估算模型；基于有限元及动力学仿真确定所述波长和波深估算模型的参数；分析小半径曲线内轨波磨波长和波深发展特性；基于小半径曲线钢轨振动频响特性计算及车辆通过激励分析和波磨主振频率分析，提出了轨道结构超谐振动导致波磨产生的理论。该发明能对曲线内轨波磨的产生和发展趋势进行预判，为维修部门提供有针对性的钢轨打磨或维保建议，从而降低时间、经济成本，提升曲线车辆运行的寿命及安全性。

摘要： 本发明公开了一种基于数字滤波的钢轨惯性波磨测量方法，包括以下步骤：S1、通过安装于车体两侧的加速度传感器，采集车体垂向加速度信号；S2、根据所述车体垂向加速度信号，实时分析计算，得到钢轨上每一个采集点的波磨值。本发明提出通过两次积分并结合高通滤波的方式，能够准确计算出每一个采样点的波深值；本发明提出的极值点识别方法能够快速准确的识别每一个极值点，使得移动峰峰值计算更加精确；本发明提出的针对该任务进行多线程处理，大大提高了处理速度，在不增加硬件成本的前提下能够满足实时处理的需求。

摘要： 本发明公开铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，在钢轨上架设具有测量臂的支撑架。该测量臂滑动安装在支撑架上，可沿钢轨纵向滑动。位移探针安装在测量臂上，且位移探针在钢轨表面的角度可调。位移探针端部安装有测量滚轮，测量滚轮与曲线上股侧磨钢轨轨头接触；钢轨位移探针随测量臂一同沿钢轨方向移动，同时测量滚轮沿曲线上股侧磨钢轨轨头滚动；在位移探针移动过程中，通过位移探针端部安装的位移传感器，实时检测位移探针移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度。本发明可实现对曲线侧磨钢轨内侧不同位置和角度处钢轨波磨深度的检测，能够有效指导曲线钢轨打磨作业，有利于彻底消除钢轨表面波磨。

摘要： 本发明公开铁路曲线上股侧磨钢轨波磨测量仪，在钢轨上架设具有测量臂的支撑架。该测量臂滑动安装在支撑架上，可沿钢轨纵向滑动。位移探针安装在测量臂上，且位移探针在钢轨表面的角度可调。位移探针端部安装有测量滚轮，测量滚轮与曲线上股侧磨钢轨轨头接触；钢轨位移探针随测量臂一同沿钢轨方向移动，同时测量滚轮沿曲线上股侧磨钢轨轨头滚动；在位移探针移动过程中，通过位移探针端部安装的位移传感器，实时检测位移探针移动量，获取钢轨表面测量角度处的波磨深度。本发明可实现对曲线侧磨钢轨内侧不同位置和角度处钢轨波磨深度的检测，能够有效指导曲线钢轨打磨作业，有利于彻底消除钢轨表面波磨。

摘要： 本发明提供基于车辆振噪联合测试的地铁钢轨波磨识别方法及系统，属于轨道交通技术领域，获取列车运行数据；根据列车运行数据计算列车的车体振动加速度和车内噪声随里程的变化关系；将车体振动加速度和车内噪声按里程进行单元区段划分，获得各区段车体加速度和车内噪声特征；利用预先训练好的识别模型，对车体振动加速度和车内噪声数据特征进行处理，实现钢轨波磨的识别；根据车速、车体振动加速度和车内噪声的频率及振幅，实现钢轨波磨波长以及幅值的识别。本发明提高了钢轨波磨的检测效率以及准确性，可方便、快捷地识别钢轨波磨及其具体特征，节省了地铁轨道的养护维修成本，对于保证地铁车辆的安全平稳运行以及指导轨道养护维修具有重要意义。

摘要： 本发明公开了一种用于高速铁路钢轨波磨声学诊断的声信号降噪方法，属于高速铁路噪声、信号处理、故障诊断技术领域，其步骤如下：设声信号的时域信号为X(n)，加窗分帧处理，得到第i帧声信号为xi(m)，帧长为N，任意帧声信号xi(m)做离散傅里叶变换；已知无目标信号的声信号(纯噪音声段)时长为IS，对应的帧数为NIS，求出该噪声段的平均能量值；最后，进行谱减算法；开方，得到谱减之后的幅值把谱减前的相位角信息直接用到谱减后的声信号中，快速傅里叶逆变换(IFFT)，求出谱减法处理之后的声信号时域序列本发明的用于高速铁路钢轨波磨声学诊断的声信号降噪方法，利用谱减法自适应降噪，可以有效降低气动噪声的干扰，提高钢轨波磨声学诊断的有效性和准确度。

摘要： 本发明公开了一种城市轨道钢轨波磨故障检测装置和方法，所述装置包括安装于车厢下侧的一组标准轮对，标准轮对的左右侧轴箱上分别安装有振动加速度传感器，用于测量钢轨波磨深度，在其中一侧轴箱转轴端部安装有测量车厢行车速度的转速传感器，在车厢内部安装有用于采集、存储与处理振动加速度传感器以及转速传感器信号的波磨采集器，在车厢内部还安装有用于控制所述波磨采集器且能够进行数据分析计算的波磨分析主机；所述方法包括获取振动加速度传感器和转速传感器信号，并对数据进行处理得到波磨各项参数。本发明在车辆正常行进状态下对钢轨波磨故障进行检测，很大程度上提高了钢轨波磨检测效率和准确度，满足城市轨道大量钢轨波磨检测的需求。

摘要： 本发明公开了基于转向架振动疲劳的钢轨波磨维护限值定义方法，包括采集轴箱振动加速度、钢轨波磨幅值，根据welch方法，计算转向架轴箱加速度功率谱密度；同理，根据钢轨波磨幅值得到钢轨波磨幅值功率谱密度；以钢轨波磨幅值功率谱密度为输入，轴箱振动加速度功率谱密度为输出，得到轨道、车轮、轴箱组成的轮轨系统的系统传递函数；根据设定的轴箱加速度功率谱密度，通过系统传递函数得到钢轨波磨幅值的功率谱密度；根据钢轨波磨幅值的功率谱密度，得到波磨幅值，所述的波磨幅值为钢轨波磨的打磨限值。根据本发明所提供的方法所得到限值，考虑了不同波长的影响，更加具有针对性。

摘要： 本发明涉及钢轨波磨技术领域，涉及一种用于钢轨波磨智能检测多分类的数据增强方法，包括：一，根据现场测试，获取足够多的无波磨情况下以及复杂波磨情况下的轮轨噪声测试样本；二，分别对实测无波磨情况下的轮轨噪声样本和复杂波磨情况下的轮轨噪声样本进行小波包分解，得到从低频到高频的小波包节点，选出需增强样本的目标节点；三，将复杂波磨情况下分解得到目标节点替换到无波磨情况下的对应节点位置，组成仅包含目标波磨的节点组合；四，对上述仅包含目标波磨的节点组合进行小波包重构得到时域样本，并对时域样本添加随机白噪声，增加信号的随机性，最终得到仅含有目标波磨的轮轨噪声样本。本发明能较佳地实现目标样本增强。