一、轮轨接触振动及其对轮轨粘着的影响(论文文献综述)
黄琴[1](2021)在《高速列车车轮多边形限值研究》文中提出随着高速列车不断优化和发展,其在速度方面有很大的提升,加剧了轮轨振动,导致车轮多边形以及钢轨波磨现象普遍存在于运营现场,使得车辆动力学性能恶化。目前大多数文献还是研究单一磨耗激励下的轮轨动力响应,在列车运行中车轮多边形和钢轨波磨在列车和轨道上较为常见,对于此类现象共同引起列车动态响应问题研究尚不充分,本文针对这两种磨耗对列车安全特性的影响展开研究。依据我国某型高速列车主要参数,创建其对应的高速列车刚柔耦合动力学模型;分别以谐波函数、余弦函数形式将车轮多边形、钢轨波磨进行了表达,结合实测数据对比验证后展开了联合仿真,研究车轮多边形、钢轨波磨以及多边形与波磨两者的综合磨耗作用下引起的列车动力学响应,并按照国际铁路联盟UIC-518中的轮轨垂向力170k N限值为标准,提出关于车轮多边形的安全限值,为车轮运营维护提供技术支持。仿真分析了在不同速度、车轮多边形阶数、幅值和不同钢轨波磨波长、波深时,车轮多边形、钢轨波磨以及这两者的综合磨耗作用下,引起的车辆系统动力学性能变化。结果表明:(1)在车轮多边形激扰下,增加车速、阶次及幅值时,车轮的脱轨系数、轮重减载率及轮轨垂向力相应的增加,此时轴箱、轮对及钢轨垂向振动加速度也具有增大趋势。不同速度级下,当速度增至300km/h,多边形阶次为20阶,其对应的轮轨垂向力最大值增幅达到最大,增长了30.7%,其对应的振动主频576.1Hz与轮对模态计算25阶振型580.8Hz较为接近,即车轮与25阶振型模态产生共振,导致振动冲击增大,同时轴箱、轮对以及钢轨垂向振动加速度最大值的增幅与轮轨垂向力表现一致,增幅达到最大。其中,轴箱与轮对垂向振动加速度的增幅明显大于钢轨垂向振动加速度,即在列车存在多边形磨耗的运营状态下,会对车辆轨上部件的振动影响更大;(2)在钢轨波磨激扰下,增加波深时,车轮的脱轨系数、轮重减载率及轮轨垂向力相应的增加,此时轴箱、轮对及钢轨垂向振动加速度也具有增大趋势;但随着波长的减小,车轮的脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力也会呈增大的趋势,同时列车部件轴箱、轮对以及钢轨对应的垂向振动加速度幅值同样有所提升;列车以不同速度运行条件下,钢轨垂向振动加速度最大值的增幅明显大于轴箱和轮对垂向振动加速度,即在列车运营状态下,钢轨波磨对轨下的振动影响更大;(3)在轮轨综合磨耗激扰下对列车的动力学性能的影响较仅有车轮多边形与仅有钢轨波磨下明显更为剧烈。轮轨综合磨耗下对应的车轮多边形安全限值较单一多边形磨耗工况下更低,当列车处于低速运行条件下,两者对应的多边形幅值限值相差不大,车速超过250km/h,在轮轨综合磨耗作用下,其对应的多边形幅值限值明显低于仅有多边形磨耗工况,容易超出限值;当速度为300km/h,提出了钢轨波磨波长120~160mm以及波深在0.01~0.04mm范围内,车轮多边形阶次10~30阶对应幅值0.1mm范围内关于车轮多边形的安全限值。
汪剑彪[2](2021)在《高速列车机电耦合动力学研究》文中指出高速列车是一个复杂的耦合系统,运行过程中除了与接触网和轨道系统存在耦合关系,内部还存在电气系统与机械系统的耦合,特别是电机系统与传动系统的耦合。对于电机,传动系统给其负载转矩,对于传动系统,电机给其驱动转矩,负载转矩与驱动转矩相互影响,也影响着各自系统的运行状态。电机系统与传动系统共同构成了车辆的驱动系统,驱动系统的自身振动特性及其对其它车辆系统振动和车辆运行安全性、平稳性的影响是值得探究的问题。驱动系统包括轮对,轮轨之间的打滑会造成传动系统扭振加剧、轮轨间磨耗等恶劣结果,研究轮轨打滑后系统的稳定性意义重大。所以本文建立了60自由度的多刚体车辆系统动力学模型、弹性轨道模型以及电机直接转矩控制系统模型,构成机电耦合动力学模型。主要研究的内容如下:(1)研究了驱动系统的扭振特性,包括传动系统的自由振动模态以及部件间的相对扭转振动,分析了动态电磁转矩谐波对传动系统扭振的影响。电机动态电磁谐波转矩不仅会增大传动系统各部件的扭振幅值,还会改变各部件的主振频率,但主要振动频率都在自由振动模态频率之中。(2)以车轮打滑后,轮轨纵向蠕滑力恢复稳定的时长为判据,研究了不同速度不同蠕滑率工况下,轮轨蠕滑稳定性特征以及传动系统参数对稳定性的影响。传动系统采用原参数情况下,小蠕滑率时,高速时比低速时的轮轨蠕滑稳定性更好,在较大蠕滑率时,轮轨蠕滑稳定时间随速度增大先迅速降低后缓慢上升,且蠕滑率越大,上升的斜率越大。电机输出轴与齿轮箱吊挂刚度对轮轨蠕滑稳定影响较大,刚度越大越稳定。(3)通过对比分析施加理想转矩与电机输出的动态电磁转矩以及有无轮轨激扰工况的运行结果,得到了动态电磁转矩谐波与轨道激扰对齿轮箱吊挂力、齿轮啮合力以及齿轮箱绕车轴振动角加速度的影响。动态电磁转矩谐波影响主要表现在高频域,轨道激扰会明显增大振动幅值。(4)通过对比分析有无电机驱动系统工况的运行结果,得到了电机驱动系统对车辆运行垂向、横向振动和车辆运行安全性的影响。电机驱动系统对车体垂向振动的影响大于对车辆横向振动的影响,特别是对构架点头振动角加速度影响明显,会增大轮轨垂向力与横向力峰值,但对脱轨系数与轮重减载率影响不大。图103幅,表11个,参考文献57篇。
李海龙[3](2021)在《轮轨滑动接触时介质对热力损伤的影响研究》文中认为随着铁路高速化和重载化的发展,铁路轮轨损伤问题日益突出。轮轨滑动接触是重载铁路启动和制动过程中最常见的接触方式之一,也是造成轮轨损伤的主要方式。轮轨滑动接触时,轮轨间存在不同形态的接触介质,如树叶、砂子、道砟粉末、水、雪和油污等。这些接触物质的存在会在一定程度上加速或者减缓轮轨间接触损伤的发展情况,同时轮轨滑动接触时,轮轨间的机械作用会导致轮轨材料温度升高,接触介质共同作用时,可进一步引发复杂物理化学反应。研究不同接触介质对轮轨滑动接触损伤的发生和热力损伤的关系,是对轮轨接触相关研究的补充,对铁路养护周期的确定具有重要指导意义。本文采用轮轨滑动摩擦试验机,通过试验的方法,研究了不同试验介质和模拟不同轴重的工况下轮轨的温升情况和接触面损伤情况;同时,对不同介质工况和轴重工况下的动力系数、滑动摩擦系数进行了分析计算。文章还针对轮轨滑动摩擦试验结果,对各个温度变化阶段展开分析,对比不同介质工况和轴重工况下的节点温度以及温度发展趋势。最后文章在图像分析的基础上,对不同接触介质下的轮轨损伤进行了微观机理分析。本文的研究由国家自然基金“高速列车关键热物理基础问题研究(51236003)”的资助开展,文章展开的主要研究如下:(1)在基于滚动接触理论和润滑力学在轮轨摩擦中的应用理论基础上,通过文献调查和理论计算的方式设计试验,开展以轮轨滑动摩擦试验机为试验平台的轮轨滑动摩擦试验。(2)基于试验机采集的应变数据,对轮轨滑动摩擦时,试验机在不同轴重和接触介质下的动力系数和滑动摩擦系数进行了研究,得出对应数值的变化区间。(3)试验采用FLEX-4015热电阻温度模块对轮轨滑动摩擦过程中的温度进行了采集,研究讨论了轮轨滑动摩擦过程中的温度变化趋势和明显的变化阶段。同时在上述研究成果的基础上,对轮轨滑动摩擦快速升温阶段做了进一步的细化和研究,分析研究了不同接触介质下介质对轮轨滑动摩擦温升情况的影响。试验还采集了轮轨试件不同接触深度的温度变化情况,对不同介质下轮轨滑动摩擦时沿接触斑法向方向的温度衰减趋势做了对比分析。(4)在试验基础上,对不同介质和轴重工况下的轮轨滑动接触表面损伤图像进行了对比分析,得出不同轴重和不同试验介质下的热疲劳损伤情况,并对各种热疲劳损伤行为进行了进一步的分析和阐述,结论表明液体介质引起轮轨损伤较固体介质和无介质工况更为严重,且其损伤机理明显不同。最后文章在热力损伤图像的基础上,对轮轨滑动热疲劳损伤的微观机理进行了分析和补充,同时提出不同试验介质引起的疲劳损伤、热效应和机械摩擦所占比重受到接触介质种类和数量的双重影响,并在微观角度阐明不同介质工况下的裂纹萌生和发展机理。本文通过试验手段,分析了轮轨滑动摩擦时轮轨表面温度变化情况和界面损伤情况,详细研究了轮轨滑动摩擦过程中轮轨的温升变化和不同介质在其温升过程中的影响。最后,在微观的视角下剖析了不同介质工况引起损伤的微观作用机理。本文试验设计、方法合理,试验结果真实可靠,可为不同接触介质下轮轨滑动摩擦的理论分析和数值分析提供参考。
周延锋[4](2021)在《机车黏着无模型自适应控制研究》文中进行了进一步梳理经济社会的高速发展对铁路运输的运量、运速提出了更高的要求,而运量、运速的提高也加剧了机车轮轨黏着关系的恶化,导致相关设备寿命降低,且影响机车运行品质,甚至危及行车安全。为改善轮轨黏着关系并有效发挥机车牵引力/制动力,需对机车进行黏着控制。而对机车运行过程中的参数进行准确辨识、以及设计合理有效的黏着控制器则是实现良好机车黏着控制效果的基础。因此,本文从轨面黏着系数实时滤波估计、黏着控制器设计两方面入手,进行了机车黏着无模型自适应控制研究。本文的主要研究内容具体为:(1)通过对轮轨黏着机理的阐述,分析了轮轨黏着特性及其相关影响因素,将运行中的机车视为单质点,对其进行受力分析,建立了简化的机车单轮对动力学模型。(2)针对机车运行过程中的时变参数辨识问题和噪声干扰下的参数辨识问题,提出了SVD-UKF算法。利用奇异值分解(Singular Value Decomposition,简称SVD)对系统扰动不敏感、稳定性强的优势,对无迹卡尔曼滤波器(Unscented Kalman Filter,简称UKF)进行改进,克服了其易陷入矩阵求解病态的局限性问题,实现了轨面黏着系数的实时滤波估计。(3)针对滤波器和黏着控制器参数优化问题,提出了一种改进的鸽群优化算法(Improved Pigeon-Inspired Optimization,简称IPIO)。将全局搜索能力较好的天牛须算法引入指南针算子中,在地标算子中引入混沌扰动策略以提高局部搜索精度。并利用标准测试函数对改进鸽群算法、基本鸽群算法及粒子群算法的搜索速度和搜索精度进行对比分析,结果表明改进鸽群算法(即IPIO)具有更佳的寻优性能,验证了算法改进方案的正确性及有效性。(4)针对控制器设计过程中的未建模动态和鲁棒性问题,设计了仅依赖于被控系统I/O数据的三种无模型自适应控制器。基于无模型自适应控制(Model-Free Adaptive Control,简称MFAC)方法,将简化的机车单轮对动力学模型作为被控对象,提出了包含5个模块的机车最优黏着控制策略,并设计了紧格式、偏格式及全格式的三种机车黏着无模型自适应控制器。(5)构建适应度函数,采用IPIO算法对SVD-UKF滤波器和黏着控制器的参数进行优化,并对本文所提出的机车最优黏着控制策略进行仿真验证。结果表明,在多种轨面工况下,所设计的控制器均具有良好、稳定的控制性能;IPIO算法寻优能力良好,在所构建的适应度函数引导下对滤波器和控制器进行参数整定,可以有效避免主观经验对于整体控制效果的影响。
刘瑞家[5](2021)在《基于UM的地铁车辆轮轨磨耗预测及其动力学性能分析》文中提出随着我国城市轨道交通的快速发展,地铁作为大运能快速客运系统,在城市轨道交通中发挥着重要的作用。地铁车辆运行以其轨道线路小半径曲线占比多、常态超负荷运营和频繁加减速的特点,更进一步加剧了轮轨磨耗。轮轨磨耗的加剧会引起噪声以及车辆轨道的剧烈振动等问题,影响地铁车辆运行的安全性、稳定性、平稳性和乘坐舒适度,情况恶劣的会导致车辆脱轨,对乘客的人身和财产安全造成危害。研究地铁车辆轮轨磨耗预测,分析轮轨磨耗对地铁车辆动力学性能的影响对保障地铁运营的安全性和可靠性尤为重要。本文详细论述了国内外学者对于轮轨磨耗预测的研究现状,明确了轮轨磨耗预测研究的背景意义和目的,并且梳理了本文的整体研究思路和主要研究内容。介绍了A型地铁车辆ZMC120转向架的基本结构和设计特点,根据A型地铁车辆参数,并做了适当的简化,在UM多体动力学软件中建立了相对应的车辆动力学仿真模型。根据地铁实际运行线路和地铁设计规范,建立了基于实际线路的线路模型,并且添加了轨道不平顺激励。介绍了轮轨滚动接触理论和相关算法,以及常用的材料磨耗模型。使用UM多体动力学仿真软件进行动力学仿真计算,将得到的参数结合基于虚拟渗透的非赫兹接触KikPiotrowski方法和Archard磨耗模型,计算得到车轮型面的变化量,从初始的车轮型面中去掉这些变化量并进行平滑处理就可得到磨耗后的车轮型面,多次循环计算实现车轮型面磨耗的预测。基于地铁车辆系统动力学模型、轮轨滚动接触模型和材料磨耗模型建立了轮轨磨耗预测模型并进行了10万公里磨耗预测仿真,得到了不同运行里程下的车轮磨耗情况:车轮踏面和轮缘均有磨耗,且轮缘磨耗量显着大于踏面磨耗量;磨耗范围主要分布在-40mm~40mm之间,不同运行里程下车轮磨耗范围基本一致,且车轮磨耗外形基本相似;车轮磨耗深度随着运行里程的增加呈线性增加。并且分析了不同轮轨磨耗程度下轮轨接触几何参数的变化规律:不同磨耗阶段的等效锥度变化规律大体一致且差别较小,轮对横移量小于5mm左右时磨耗轮轨匹配的等效锥度大于标准轮轨匹配,而轮对横移量大于5mm左右时则刚好相反;不同磨耗阶段轮轨接触角变化规律也大体一致,轮对向左移动时,当轮对横移量在-8mm~-4mm范围内时,轮轨接触角随着运行里程数的增加而增加,当轮对横移量在-4mm~0mm范围内时,轮轨接触角随着运行里程数的增加而略微减小,轮对向右移动时变化不明显,但磨耗轮轨匹配的轮轨接触角略小于标准轮轨匹配。从直线运行性能和曲线通过性能两个角度,从车辆运行的稳定性、平稳性和曲线通过安全性三个方面分析了轮轨磨耗对地铁车辆动力学性能的影响。结果表明轮轨磨耗后地铁车辆运行稳定性降低,蛇形失稳临界速度变小,但轮轨磨耗对车辆运行的平稳性影响较小。轮轨磨耗后车轮脱轨系数变大,在相同运行速度下,外轨上车轮脱轨系数整体上大于内轨上车轮,外轨上车轮最大脱轨系数小于0.8满足良好标准,内轨上车轮最大脱轨系数小于0.6满足优等标准。轮轨磨耗对轮轨横向力产生波动影响,外轨上车轮的轮轨横向力远远大于内轨上车轮,并且最大轮轨横向力小于37KN,在安全限值内。轮轨磨耗对轮重减载率影响较小,在相同运行速度下,前转向架1位轮对的最大轮重减载率比2位轮对的整体较大。
陈佳明[6](2021)在《动力稳定作业下铁路桥梁道床动力学特性研究》文中认为随着高墩大跨度铁路桥梁逐渐增多,在整个铁路运输中扮演着越来越重要的角色。但维修和新建的桥梁有砟道床线路存在颗粒松散,道床沉降量不足,密实度低,横向阻力远远不够等问题,易导致列车运行发生事故,因此应对道床进行稳定作业。然而,对于稳定作业具体的作业机理研究目前还不多,不同稳定装置作业参数对道床作业效果的影响也缺乏研究,且研究基本针对普通线路的作业,而高墩大跨度桥梁柔性大,稳定装置作业会引起桥梁振动,造成两者互相干扰,影响道床作业效果,因此有必要对稳定装置在桥梁线路上的作业情况进行研究。本文采用集中参数法、数值积分法、多刚体动力学理论、刚柔耦合理论和列车-轨道-桥梁动力相互作用研究方法,选择以动力稳定装置、轨道和箱梁桥为研究对象,对稳定装置在桥梁线路上的作业情况进行了建模和仿真研究。本文研究内容及结果如下:(1)建立了稳定装置-轨道-箱梁系统集中参数模型和系统横向动力学模型,运用数值积分法求解模型,讨论了稳定装置作业时不同道床工况和激振频率对轨枕、桥梁横向动态特性响应的影响。(2)建立了稳定装置-轨道-箱梁系统多刚体动力学模型,并进行动力学仿真,分析了不同垂直下压力和激振频率对轨枕动态响应的影响,得到最优激振频率;在此基础上,研究了道床加速度与垂直下压力之间的变化关系,得到最优的垂直下压力参数。结果表明,在参数允许范围内,垂直下压力越大,轨枕横向位移、速度和横向阻力响应越大;激振频率越大,轨枕横向动态响应先增大后减小,稳定装置最优激振频率为34Hz;随着垂直下压力增大,道床横向和垂向加速度先增大后减小,纵向加速度基本不变,最优垂直下压力为120k N。(3)建立稳定装置-轨道-箱梁系统有限元模型,探究系统各部件的变形量大小,结果表明钢轨变形量远远大于其他部件。对钢轨进行柔性化处理,建立柔性钢轨的稳定装置-轨道-箱梁系统刚柔耦合模型,并与多刚体系统模型进行仿真对比分析。在刚柔耦合模型基础上,综合比较了激振频率和垂直下压力对轮轨横向接触力的影响,以及对不同高度跨度桥梁下的系统横向动态响应进行了分析。研究表明:增大激振频率和垂直下压力都能提高轮轨横向接触力,且对激振频率变化的灵敏性更强;桥梁高度跨度相应越大,轨枕横向位移、道床横向阻力越大,横向速度稍微减小,桥梁的横向位移、速度也越大,而加速度越小。
于珂娜[7](2020)在《内燃调车机车空转检测及保护技术研究》文中提出本文以某企业基于永磁同步电机的内燃调车机车牵引控制系统开发为研究背景,目前该内燃机车已完成现场调试且已投入使用,但机车中未增设专门用于轮对空转检测及保护的装置。为了避免调车机车在作业时轮对发生空转对轮轨造成危害和提高轮对的粘着利用率,本文在既有的牵引控制系统之上增设轮对的空转检测及保护系统,做到及时检测轮对空转现象的发生并采取相应的保护措施。本文依据轮对空转形成机理、轮轨粘着基本理论对现有空转检测及保护方法进行分析,为本项目中应用于机车的空转检测及保护策略的制定提供了依据;对原车牵引控制系统的主电路结构、牵引控制系统网络结构、牵引控制系统的通信协议进行分析,着重研究TCU主处理器板与电机控制板之间的通信协议。根据牵引控制系统中永磁同步牵引电动机采用轴控模式运行的特点,提出了适用于该机车的基于TCU电机控制器模式和基于TCU主机板模式的空转检测及保护方法并进行了系统论证。在基于TCU电机控制器模式的空转检测及保护系统设计中,通过对列车质量的估算,提出实时根据列车当前牵引力和列车质量确定角加速度阈值的算法,制定了利用轮对角加速度为判据的空转检测及保护策略,通过获取单轴运动参数实现了对单轴轮对的独立空转检测及保护。在基于TCU主机板模式的空转检测及保护系统设计中,设计了列车参考车速计算方法及轮径校正算法,通过获取四根车轴的运动参数利用蠕滑速度和轮对角加速度进行轮对空转检测及轴间相互协调的空转保护,通过轴间协调,提高了整车的粘着利用率。在完成空转检测及保护系统设计的基础上,针对以上两种模式建立了各轮轴在粘着/非粘着状态下动力学模型,利用Matlab/Simulink软件在不同的工况下对两种模式采用的空转检测及保护策略进行仿真分析,仿真结果表明该系统能够做到及时检测轮对空转现象的发生并迅速作出保护措施,验证了本文两种模式下空转检测及保护策略的可行性。对原车永磁同步电机牵引控制系统进行改进研究,为全永磁同步牵引系统应用于内燃机车上解决一些存在的实际问题,为系统的推广应用积累经验,具有一定的研究意义。
秦航远[8](2020)在《基于多源检测数据分析与模型仿真的道岔状态分析及评价研究》文中指出作为轨道结构中的重要组成部分,道岔是机车车辆从一股轨道转入或越过另一股轨道时必不可少的线路设备,其集成了轨道结构中的各项薄弱环节,是公认的反映铁道工程行业技术水平的重要标志。据统计,截至2019年末,中国高速铁路总里程达3.5万公里,共计铺设八至九千余组正线道岔,其中国产道岔占比大约为80%,总体运营状况良好。但道岔区的结构损伤及机械性故障等病害问题也偶有发生,给乘车的舒适性及列车运行的稳定性造成了不良影响。目前,铁路技术发达的国家相继研制开发了大型轨道检测设备对轨道进行质量检测及状态评价,使得利用数据分析手段智能化综合评价道岔状态成为可能。基于此,本文利用道岔-车辆动力学仿真以及数据分析手段,基于多源检测数据对道岔结构状态评价方法进行研究。针对道岔区段复杂的轮轨关系问题,提出融合三维曲面轮廓投影、FFTCONTACT算法的道岔区段轮轨滚动接触计算方法。该方法综合利用迹线法、曲面轮廓投影以及法向量迭代修正的手段求解道岔区段三维轮轨型面接触几何问题,并以边界元理论为基础,针对描述接触位移与接触力关系的Bossinesq和Cerruti公式,利用Fourier变换与共轭梯度算法相结合的方法在频域内对轮轨接触力进行求解。在保证轮轨接触力计算准确性的前提下显着提高了计算效率,并在此基础上利用道岔-车辆系统动力学仿真模型研究了列车在道岔区段的动态响应特性。针对线路实际里程与不同检测系统所测得的里程之间的不一致问题,提出了基于5点迭代算法(Five Point Iteration Method,FPIM)的里程偏差快速修正方法,并以此为基础构建了轨道几何(Track Geometry Measurement,TGM)、车辆动态响应(Vehicle Dynamic Measurement,VDM)以及移动式线路动态加载车(Track Loading Vehicle,TLV)的里程偏差修正模型。通过对比传统逐点计算方法与FPIM的计算效率,选择某次由于外部环境导致综合里程定位系统无法接受里程信息的检测数据进行验证,实例中修正后的VDM数据里程与真实里程接近,误差在3 m以内。同时相比于传统相关性分析方法,在保证里程偏差修正准确性的前提下节省计算时间达85%以上,效果显着,为大量检测数据里程偏差修正的快速工程分析提供了一个切实可行的手段。针对频率成分复杂信号的时频分析问题,提出了基于集合经验模态分解法(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)的自适应同步压缩短时Fourier变换方法。该方法首先利用EEMD将信号分解为多个固有模态函数(Intrinsic Mode Function,IMF);之后通过利用短时傅里叶变换(Short Time Fourier Transform,STFT)求解每个IMF的Renyi熵,确定其最佳窗长;最后以该窗长对各个IMF进行同步压缩短时Fourier变换(Synchrosqueezing Short Time Fourier Transform,SSTFT),获得各个IMF的时频分布。该方法有效提高了时频分析方法的分辨率,使频率成分复杂的轨道检测数据中的各个信号成分能够清晰呈现。经车辆动态响应数据验证,道岔区段轴箱振动加速度数据能够很好地反映岔区各焊接接头、尖轨以及心轨等典型结构处的高频振动冲击特性,其响应频率主要集中分布于200350Hz,同时伴随部分能量分布于550600Hz范围内;而轮轴横向力能够更好地反映轮对在道岔转辙区及辙叉区等不同区段的较低频振动特性。同时,相比于转辙区,辙叉区轮对会产生相对更高频率的横向振动,其响应频率分布于5060Hz、125Hz以及160180Hz范围内。在对道岔钢轨状态进行诊断评价过程中,可根据实际的问题需要选择适当的检测数据对其进行分析。针对道岔的通过性能评价,综合轨距、单边轨距、速度以及曲率信息,实现了对道岔尖轨尖及心轨尖的精确定位,以及对道岔开向和列车的通过方式(直向/侧向)的准确判断;结合车体、构架及轮对在道岔区段的动态响应数据统计学特性,提出基于道岔通过指数(Turnout Passing Index,TPI)的道岔通过性能综合评价方法。经实测数据及现场复核验证,该方法能够有效提高病害道岔的识别准确率,为道岔的养护维修提供科学的参考依据。针对TLV所测得的轨道变形数据,提出了基于多分辨率分析的自适应信号平滑方法。在保留反映轨下结构的中长波成分的基础上有效消除由于焊接接头高频冲击特性所造成的数据高频冲击成分的影响。通过对高速无砟铁路、普速有砟铁路以及重载铁路典型道岔区段轨道刚度检测数据的时频分析,发现高速无砟铁路道岔区段轨道刚度不平顺检测数据的主要能量成分分布于0.15-2(1/m)范围内,其中以道岔板所对应的波长为主;普速有砟铁路与重载铁路轨道刚度不平顺检测数据中主要能量成分分别分布于0.05-0.4(1/m)和0.03-0.4(1/m)范围内,推测主要由道砟等轨下结构的刚度变化所导致。在此基础上,提出了轨道刚度能量指数,用于评价道岔区段包括扣件、道岔板、有砟道床等结构的轨道刚度状态评价指标。经过对实测数据的分析以及现场反馈存在病害道岔的验证,轨道刚度能量指数能够很好地反映道岔区段轨下结构相关的病害问题,为道岔状态的全面诊断提供可靠依据。
胡伟豪[9](2020)在《客货混跑线路钢轨打磨廓形优化及磨耗预测》文中提出我国铁路建设的快速发展在推进我国社会和经济的快速进步方面有着不可替代的作用。由于我国铁路运输条件复杂,且客货运量需求巨大,客货混跑是我国运输的主要模式之一。客车和货车在运行速度、列车整体结构、动力学性能和轴重方面存在巨大差异,客货混跑线路钢轨存在各种各样的问题。钢轨打磨是目前为止世界上公认的有效解决钢轨异常磨耗等问题的方法之一,钢轨的日常维修和养护对延长钢轨使用寿命,提升铁路运行品质和安全都具有重要意义。钢轨打磨廓形是否合理是影响钢轨打磨质量和钢轨打磨效率的主要因素。因此针对客货混跑线路设计合理的钢轨打磨廓形是解决钢轨在运行过程中异常磨耗问题,同时延长钢轨使用寿命的重要工作。本文在总结国内外相关行业专家和学者研究的基础上,以客货混跑线路为基础,建立三次NURBS曲线拟合模型来描述客货混跑线路的钢轨廓形。采用优化的遗传算法对其求解,完成客货混跑线路不同工况下的钢轨打磨廓形的优化。并对其进行系统的分析和验证,提升钢轨打磨质量,提高打磨效率。针对钢轨磨耗问题进行磨耗预测,探究钢轨磨耗量的大小及磨耗廓形的演变以及发展规律。主要工作内容和创新如下:(1)建立标准60kg/m钢轨廓形和磨耗钢轨廓形三次NURBS描述方法,并对此方法进行验证。结合此方法提出了以N个型值点的横、纵坐标为设计变量,以减少打磨量,降低轮轨磨耗量和减小轮轨横向力为目标函数,以钢轨廓形的单调性、凹凸性、脱轨系数以及磨耗廓形和CN60钢轨廓形为上下边界范围为约束条件的多目标优化模型,并创新性的采用优化的遗传算法进行求解计算。分别得到直线工况和曲线工况下的设计打磨廓形,同时对设计的钢轨廓形进行三维曲面拟合。(2)建立25T客车和C70货车的多体动力学模型,并在多个工况下对比分析了设计的钢轨打磨廓形和CN60钢轨打磨廓形的运行稳定性、安全性、轮轨接触特性、打磨量以及钢轨磨耗特性。发现设计的钢轨打磨廓形具有良好的动力学性能和曲线通过性,在运行过程中轮轨接触状态良好,有利于减小列车运行过程中钢轨的磨耗量,延长钢轨使用寿命,保证列车的平稳安全运行。(3)建立客车和货车轮轨接触有限元模型,并进行接触分析。同时创新性的提出基于统计学和有限元法的摩擦功磨耗计算方法,即接触斑上各节点的摩擦功等于节点上摩擦力与接触点对相对位移的乘积。并且通过新的摩擦功计算方法进行钢轨磨耗预测,与实际测量的钢轨磨耗数据进行对比分析,探究钢轨磨耗规律。
张远昊[10](2020)在《高速轮轨耦合振动行为下放电损伤的激光熔覆抑制研究》文中进行了进一步梳理在铁路高速化、重载化发展的趋势下,轮轨间接触振动加剧,通过轮轨间牵引回路电流作用,轮轨表面不可避免会出现放电腐蚀损伤从而诱发轮轨磨损使其过早失效。采用激光熔覆的方法,制备应用于轮轨表面抗放电腐蚀性能、耐磨性优良的熔覆层,从而抑制轮轨因点蚀引起的损伤,具有重要研究意义。本文采用激光熔覆的方法在车轮材料表面以新型镍基自熔性合金粉末(加入1%W、1%Mo及2%Cu的Ni45粉末)加纳米氧化铈成功制备了能够有效减轻轮轨放电腐蚀的熔覆涂层。采用金相显微镜(OM),扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、能谱分析仪(EDS),研究了不同纳米氧化铈含量对熔覆层显微组织的影响、放电腐蚀对轮轨基材及熔覆层组织形貌的影响;采用同步热分析仪、数控电火花成型机、显微硬度仪、摩擦磨损试验机研究了熔覆层及轮轨基材的热学性能、抗放电腐蚀性能、硬度及摩擦磨损性能。依据上述试验结果,合理的设计了熔覆层材料成分,并利用正交试验得到的最佳工艺参数制备了车轮钢熔覆层,研究了车轮钢熔覆层对轮轨材料抗放电腐蚀性能及摩擦磨损性能的影响,验证了激光熔覆抑制轮轨放电腐蚀的可行性。得出的主要结论如下:(1)在电火花专用机油介质中进行了轮轨材料放电腐蚀机理分析:从放电腐蚀表面形貌可见,随着电流增加、放电间隙减小,表面蚀坑变大变深,显微裂纹增多加深;轮轨材料放电腐蚀后表面主要成分为Fe3O4和马氏体;放电腐蚀后轮轨材料表面平均硬度增加;车轮材料(正极)的放电腐蚀速率总大于钢轨材料(负极)。(2)在车轮材料表面以镍基自熔性合金粉末(加1%W、1%Mo及2%Cu的Ni45粉末)加不同含量纳米氧化铈进行激光熔覆试验,通过正交试验得到了最佳的工艺参数:激光功率600W、激光扫描速率200mm/min,送粉速率20g/min。添加纳米氧化铈的车轮钢熔覆层组织细密均匀。车轮钢熔覆层组织主要为枝晶和共晶组织,添加纳米氧化铈前后的车轮钢熔覆层物相并没有发生变化,车轮钢熔覆层物相主要由(Fe,Ni)固溶体以及MxCy碳化物、MxBy硼化物(M=Cr、Fe、W、Mo)等硬质相组成。添加纳米氧化铈后车轮钢熔覆层的显微硬度与车轮钢基材相比提升较大。随着纳米氧化铈含量的增加车轮钢熔覆层表面平均硬度先增加后减小,其中含1.5%纳米氧化铈的车轮钢熔覆层表面平均硬度最高,为376 HV0.1,相较于未添加纳米氧化铈的车轮钢熔覆层与未熔覆车轮钢基材的表面平均硬度分别提升了15.3%和30.1%。添加1.5%纳米氧化铈的车轮钢熔覆层与钢轨钢基材表面平均硬度比HW:HR≈1.15:1.00,符合现代轮轨硬度匹配度的要求。添加1.5%纳米氧化铈后车轮钢熔覆层抗放电腐蚀性能改善效果最好。在本试验条件下,最佳的纳米氧化铈添加量为1.5%。(3)车轮钢熔覆层的热学性能优于车轮钢和钢轨钢基材,激光熔覆改性处理后的车轮钢熔覆层及配对的钢轨钢基材的放电腐蚀速率分别为0.0045g/min和0.0017 g/min,与未熔覆轮轨基材相比,放电腐蚀速率分别下降了84.7%和61.1%。改性轮轨材料放电腐蚀表面裂纹明显减少,且蚀坑变小变浅。车轮钢熔覆层表面放电腐蚀后的主要物相为(Cr,Fe)2O3和Ni Cr2O3,车轮钢及钢轨钢基材表面放电腐蚀后的主要物相为Fe3O4和马氏体。放电腐蚀后改性轮轨材料及未改性轮轨材料的显微硬度及表面平均硬度明显增加,改性轮轨材料放电腐蚀后硬度比达到要求而未改性轮轨材料放电腐蚀后硬度比未达到要求。激光熔覆改性后车轮钢熔覆层和配对的钢轨钢材料抗放电腐蚀性能都得到了较大的提升。车轮钢熔覆层的体积磨损率及摩擦系数相较于车轮钢基体都有所降低,车轮钢熔覆层的体积磨损率为9.247×10-5mm3/m,车轮钢基材的体积磨损率为2.9456×10-4mm3/m,车轮钢熔覆层相较于车轮钢基材减少了68.8%。车轮钢基材的磨损机制主要为磨粒磨损及疲劳剥落,车轮钢熔覆层的磨损机制主要为氧化磨损和轻微的磨粒磨损。激光熔覆改性后的车轮钢熔覆层的耐磨性得到明显改善。
二、轮轨接触振动及其对轮轨粘着的影响(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、轮轨接触振动及其对轮轨粘着的影响(论文提纲范文)
(1)高速列车车轮多边形限值研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要符号说明 |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 车轮多边形问题的研究现状 |
1.2.2 钢轨波磨问题的研究现状 |
1.2.3 相关控制措施研究现状 |
1.3 本文研究主要研究思路 |
1.3.1 本文主要研究内容 |
1.3.2 主要研究方法及研究思路 |
第二章 多体动力学仿真理论 |
2.1 多体动力学理论介绍 |
2.1.1 多体动力学基本概念 |
2.1.2 多体动力学基本运动方程 |
2.2 轮轨滚动接触理论 |
2.2.1 Hertz接触理论 |
2.2.2 Carter二维弹性接触理论 |
2.2.3 Kalker简化理论 |
2.3 刚柔耦合动力学理论基础 |
2.4 本章小结 |
第三章 高速列车刚柔耦合动力学仿真模型 |
3.1 柔性轮对建立 |
3.1.1 柔性多体系统动力学 |
3.1.2 三维轮对几何建立 |
3.1.3 轮对的有限元模型建立 |
3.1.4 模态求解 |
3.2 高速列车刚柔耦合动力学模型建立 |
3.2.1 多刚体动力学模型 |
3.2.2 刚柔耦合动力学模型 |
3.2.3 轮轨接触几何 |
3.2.4 轮对运动方程 |
3.3 模型验证 |
3.4 本章小结 |
第四章 轮轨滚动接触动力学建模 |
4.1 轮轨磨耗测试及识别方法 |
4.1.1 车轮多边形检测方式 |
4.1.2 钢轨波磨检测方式 |
4.2 车轮多边形动力学模型 |
4.2.1 车轮多边形的类型 |
4.2.2 车轮多边形动力学模型 |
4.2.3 实测多边形数据对比验证 |
4.3 钢轨波磨动力学模型 |
4.3.1 钢轨波磨的类型 |
4.3.2 钢轨波磨动力学模型 |
4.3.3 钢轨波磨条件下的模型验证 |
4.4 动力学性能评价标准 |
4.4.1 脱轨系数 |
4.4.2 轮重减载率 |
4.4.3 轮轨垂向力 |
4.5 本章小结 |
第五章 轮轨综合磨耗下车轮多边形的安全限值 |
5.1 车轮多边形磨耗 |
5.1.1 不同速度下车轮多边形对动力学性能的影响 |
5.1.2 不同阶次下车轮多边形对动力学性能的影响 |
5.1.3 不同幅值下车轮多边形对动力学性能的影响 |
5.1.4 车轮多边形安全限值分析 |
5.2 钢轨波磨 |
5.2.1 不同速度下钢轨波磨对动力学性能的影响 |
5.2.2 不同波长下钢轨波磨对动力学性能的影响 |
5.2.3 不同波深下钢轨波磨对动力学性能的影响 |
5.3 轮轨综合磨耗对车辆动力学性能的影响 |
5.3.1 不同速度下轮轨综合磨耗对动力学性能的影响 |
5.3.2 不同阶次下轮轨综合磨耗对动力学性能的影响 |
5.3.3 不同幅值下轮轨综合磨耗对动力学性能的影响 |
5.3.4 不同波长下轮轨综合磨耗对动力学性能的影响 |
5.3.5 不同波深下轮轨综合磨耗对动力学性能的影响 |
5.3.6 轮轨综合磨耗下的安全限值分析 |
5.4 本章总结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(2)高速列车机电耦合动力学研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
2 车辆及轨道动力学模型 |
2.1 车辆系统多刚体动力学模型 |
2.1.1 车体、构架和轮对动力学模型 |
2.1.2 传动系统和转臂轴箱动力学模型 |
2.1.3 直曲线工况悬挂力的求解 |
2.2 弹性板式轨道模型 |
2.2.1 弹性轨道板模型 |
2.2.2 弹性钢轨模型 |
2.3 轮轨接触模型 |
2.4 系统参数及模型验证 |
2.5 本章小结 |
3 三相异步电机及电机控制系统模型 |
3.1 三相坐标系下电机数学模型 |
3.2 坐标变换 |
3.3 两相坐标系下电机数学模型 |
3.4 感应电机控制系统 |
3.4.1 矢量控制 |
3.4.2 直接转矩控制 |
3.5 电机系统参数及耦合模型验证 |
3.5.1 电气系统参数及仿真 |
3.5.2 耦合模型验证 |
3.6 本章小结 |
4 驱动系统振动特性及轮轨蠕滑稳定性 |
4.1 传动系统自由振动模态 |
4.2 电机动态电磁转矩对驱动系统扭振的影响 |
4.2.1 施加理想转矩传动系统扭振 |
4.2.2 施加电机输出转矩传动系统扭振 |
4.2.3 对比分析 |
4.3 轮轨蠕滑稳定性 |
4.3.1 轮轨滑动阶段系统振动特性 |
4.3.2 蠕滑稳定性 |
4.4 传动系统参数对轮轨蠕滑稳定性的影响 |
4.4.1 电机输出轴刚度对轮轨蠕滑稳定性的影响 |
4.4.2 齿轮箱吊挂参数对轮轨蠕滑稳定性的影响 |
4.4.3 联轴节阻尼对轮轨蠕滑稳定性的影响 |
4.5 本章小结 |
5 齿轮箱振动影响因素研究 |
5.1 加速工况轨道激扰、电磁转矩与电流特征 |
5.1.1 电磁转矩与电流特征 |
5.1.2 轨道激扰特征 |
5.2 电磁谐波转矩对齿轮箱振动的影响 |
5.2.1 齿轮箱吊挂力 |
5.2.2 齿轮啮合力 |
5.2.3 齿轮箱绕车轴振动角加速度 |
5.3 轨道激扰对齿轮箱振动的影响 |
5.4 本章小结 |
6 电机驱动系统对车辆运行性能影响 |
6.1 匀速工况电磁转矩与电流特征 |
6.2 车体和构架垂向振动 |
6.2.1 车体垂向振动 |
6.2.2 构架垂向振动 |
6.3 车体和构架横向振动 |
6.3.1 车体横向振动 |
6.3.2 构架横向振动 |
6.4 车辆运行安全性 |
6.4.1 轮轨力 |
6.4.2 脱轨系数 |
6.4.3 轮重减载率 |
6.5 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)轮轨滑动接触时介质对热力损伤的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 轮轨接触损伤问题 |
1.2.1 轮轨接触疲劳损伤行为 |
1.2.2 轮轨热损伤行为 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 轮轨接触疲劳损伤研究现状 |
1.3.2 滑动接触热疲劳损伤研究现状 |
1.4 论文主要研究内容及创新点 |
2 接触理论及热传导理论简述 |
2.1 轮轨接触理论简述 |
2.1.1 Hertz接触理论 |
2.1.2 Carter二维滚动接触理论 |
2.2 轮轨摩擦热传导简述 |
2.2.1 稳态热传导理论简述 |
2.2.2 轮轨摩擦瞬态热传导简述 |
2.3 润滑力学在轮轨接触中的应用 |
2.4 本章小结 |
3 介质润滑下的滑动接触热疲劳损伤试验 |
3.1 轮轨滑动摩擦疲劳试验机简介 |
3.2 试验原理简述 |
3.2.1 试验机曲柄连杆运动分析 |
3.2.2 接触模拟准则 |
3.3 试验参数 |
3.3.1 试验材料参数 |
3.3.2 试验参数确定 |
3.4 试验数据的获取 |
3.4.1 界面图像获取 |
3.4.2 温度获取 |
3.4.3 应变数据的获取和处理 |
3.5 试验主要过程 |
3.5.1 试验前预处理 |
3.5.2 试验过程及后处理 |
3.6 本章小结 |
4 介质润滑下的轮轨滑动摩擦试验结果分析 |
4.1 轮轨滑动摩擦力学特征分析 |
4.1.1 无介质工况下接触动力效应分析 |
4.1.2 不同介质工况下接触动力效应研究 |
4.2 轮轨滑动摩擦温升特征分析 |
4.2.1 不同轴重下的摩擦过程分析 |
4.2.2 不同轴重下轮轨摩擦升温分析 |
4.3 不同轴重轮轨节点温度分析 |
4.4 轮轨接触面不同深度处温度变化 |
4.4.1 接触表面不同深度的温度变化趋势 |
4.4.2 接触表面不同深度轴重-介质温升分析 |
4.5 轮轨接触表面节点温度-力学特性关系 |
4.5.1 滑动摩擦系数对轮轨系统温升的影响 |
4.5.2 动力系数对轮轨系统温升的影响 |
4.6 滑动摩擦热疲劳损伤图像分析 |
4.6.1 不同轴重下接触表面整体形态分析 |
4.6.2 不同介质下接触表面整体形态分析 |
4.6.3 接触表面局部损伤研究 |
4.7 接触介质损伤机理分析 |
4.7.1 固体类接触介质 |
4.7.2 液体类接触介质 |
4.8 本章小结 |
5 结论及展望 |
5.1 结论 |
5.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间研究成果 |
(4)机车黏着无模型自适应控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 黏着状态估计研究现状 |
1.2.2 黏着控制方法研究现状 |
1.2.3 无模型自适应控制的研究与应用 |
1.3 研究内容及论文框架 |
1.3.1 研究内容 |
1.3.2 论文框架 |
2 黏着基本理论及机车单轮对动力学建模 |
2.1 引言 |
2.2 轮轨黏着 |
2.2.1 基本概念 |
2.2.2 黏着特性 |
2.2.3 影响因素 |
2.3 机车单轮对动力学建模 |
2.4 小结 |
3 机车状态估计及算法改进 |
3.1 引言 |
3.2 UKF算法 |
3.2.1 UT变换 |
3.2.2 UKF算法基本原理 |
3.2.3 改进的UKF算法 |
3.3 基于改进UKF算法的轨面黏着系数估计 |
3.4 鸽群算法介绍及改进 |
3.4.1 鸽群算法 |
3.4.2 算法改进 |
3.4.3 仿真分析 |
3.5 小结 |
4 基于MFAC算法的机车黏着控制 |
4.1 引言 |
4.2 无模型自适应控制算法 |
4.2.1 基于CFDL的 MFAC |
4.2.2 基于PFDL的 MFAC |
4.2.3 基于FFDL的 MFAC |
4.3 三种格式控制器设计 |
4.4 参数整定 |
4.4.1 SVD-UKF参数整定 |
4.4.2 控制器参数整定 |
4.5 仿真分析 |
4.5.1 单一工况仿真 |
4.5.2 多变工况仿真 |
4.6 小结 |
5 结论与展望 |
5.1 研究结论 |
5.2 研究展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
(5)基于UM的地铁车辆轮轨磨耗预测及其动力学性能分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 国外研究现状 |
1.2.2 国内研究现状 |
1.3 主要研究内容 |
2 车辆系统动力学建模 |
2.1 A型地铁车辆转向架 |
2.2 车辆系统动力学模型的建立 |
2.2.1 车辆模型的建立 |
2.2.2 线路模型的建立 |
2.3 本章小结 |
3 轮轨滚动接触理论 |
3.1 轮轨法向接触问题 |
3.2 轮轨切向接触问题 |
3.2.1 Kalker简化理论及FASTSIM算法 |
3.2.2 基于虚拟渗透的Kik-Piotrowski方法 |
3.2.3 Kalker精确理论及CONTACT算法 |
3.3 本章小结 |
4 轮轨磨耗模型 |
4.1 材料磨耗模型 |
4.1.1 Archard model |
4.1.2 Archard model with wear coefficient map |
4.1.3 Specht model |
4.2 轮轨磨耗预测原理 |
4.3 本章小结 |
5 轮轨磨耗预测仿真 |
5.1 磨耗仿真的离散并行方法 |
5.2 轮轨磨耗仿真分析 |
5.3 轮轨接触几何参数分析 |
5.4 本章小结 |
6 轮轨磨耗对车辆动力学性能的影响分析 |
6.1 车辆动力学性能的评价标准 |
6.1.1 车辆运行稳定性 |
6.1.2 车辆运行平稳性 |
6.1.3 曲线通过安全性 |
6.2 直线运行性能 |
6.2.1 轮轨磨耗对稳定性的影响 |
6.2.2 轮轨磨耗对平稳性的影响 |
6.3 曲线通过性能 |
6.3.1 R500m曲线通过性能分析 |
6.3.2 R1000m曲线通过性能分析 |
6.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(6)动力稳定作业下铁路桥梁道床动力学特性研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外动力稳定车研究现状 |
1.2.1 稳定车和稳定装置的研究现状 |
1.2.2 动力稳定车作业的国内外研究现状 |
1.3 列车-轨道-桥梁耦合动力学研究现状 |
1.3.1 列车-轨道-桥梁耦合系统模型建模研究现状 |
1.3.2 列车-轨道-桥梁系统运动方程研究现状 |
1.4 本文主要研究思路和研究内容 |
1.4.1 本文主要研究思路 |
1.4.2 本文主要研究内容 |
第二章 列车-轨道-桥梁系统动力学分析理论 |
2.1 列车-轨道-桥梁系统多刚体动力学分析理论 |
2.1.1 列车系统动力学 |
2.1.2 轨道系统动力学 |
2.2 列车-轨道-桥梁刚柔耦合动力学分析理论 |
2.2.1 柔性多体系统建模理论 |
2.2.2 刚柔耦合动力学基本方法 |
2.2.3 柔性体仿真建模方法 |
2.3 轮轨接触理论 |
2.3.1 Hertz接触理论 |
2.3.2 Carter二维滚动接触理论 |
2.3.3 Johnson无自旋三维滚动接触理论 |
2.4 本章小结 |
第三章 动力稳定装置-轨道-箱梁系统横向动态特性分析 |
3.1 稳定装置-轨道-箱梁系统横向动力学建模 |
3.1.1 集中参数法介绍 |
3.1.2 横向动力学系统建模 |
3.1.3 模型参数 |
3.1.4 系统运动方程 |
3.2 桥梁上轨枕动态特性分析 |
3.2.1 不同工况下轨枕横向位移响应 |
3.2.2 不同工况下轨枕横向速度响应 |
3.2.3 不同工况下轨枕横向阻力响应 |
3.3 不同工况下桥梁动态响应 |
3.3.1 不同工况下桥梁横向加速度响应 |
3.3.2 不同工况下桥梁横向位移响应 |
3.3.3 不同工况下桥梁横向速度响应 |
3.4 本章小结 |
第四章 基于ADAMS稳定作业下桥梁有砟道床动力学研究 |
4.1 动力稳定装置工作原理 |
4.1.1 稳定装置的构成 |
4.1.2 激振作用力产生原理 |
4.1.3 稳定装置工作原理 |
4.2 稳定装置-轨道-箱梁系统建模 |
4.2.1 系统三维模型建立 |
4.2.2 系统模型主要特性参数 |
4.2.3 模型基本假设 |
4.2.4 轮轨接触参数 |
4.3 桥梁上轨枕横向动态响应分析 |
4.3.1 轨枕横向动态响应 |
4.3.2 不同下压力下轨枕横向位移响应 |
4.3.3 不同下压力下轨枕横向速度响应 |
4.3.4 不同下压力下轨枕横向阻力响应 |
4.4 桥梁上道床加速度响应分析 |
4.4.1 道床横向加速度响应 |
4.4.2 道床垂向加速度响应 |
4.4.3 道床纵向加速度响应 |
4.5 本章小结 |
第五章 刚柔耦合系统动力学特性影响因素分析 |
5.1 系统刚柔耦合动力学建模 |
5.1.1 轨道桥梁变形计算 |
5.1.2 建立系统刚柔耦合模型与添加约束 |
5.2 刚柔耦合系统的响应分析 |
5.2.1 不同轨枕横向位移响应 |
5.2.2 两种模型轨枕横向动态响应区别 |
5.3 激振频率与下压力对轮轨横向接触力的影响 |
5.4 不同桥梁刚度对系统的影响 |
5.4.1 不同桥梁刚度对桥梁动态响应的影响 |
5.4.2 不同桥梁刚度对轨枕横向动态响应的影响 |
5.5 不同桥梁阻尼对系统的影响 |
5.5.1 不同桥梁阻尼对桥梁动态响应的影响 |
5.5.2 不同桥梁阻尼对轨枕动态响应的影响 |
5.6 有桥梁和无桥梁下稳定装置对道床作业的影响 |
5.7 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 本文结论 |
6.2 不足与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 期间发表的学术论文及研究成果 |
(7)内燃调车机车空转检测及保护技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 选题的背景与研究意义 |
1.2 机车空转检测及保护的研究和发展现状 |
1.2.1 国内外粘着控制发展现状 |
1.2.2 空转检测及保护方法研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
本章小节 |
第二章 机车空转检测及保护方法 |
2.1 轮对空转的机理 |
2.1.1 轮对空转形成过程 |
2.1.2 轮对空转的分类 |
2.2 轮轨粘着的机理 |
2.2.1 轮轨间的粘着机理 |
2.2.2 轮轨间的粘着特性 |
2.2.3 影响轮轨间粘着的主要因素 |
2.3 机车轮对的空转检测方法 |
2.3.1 基于蠕滑速度的空转检测 |
2.3.2 基于轮对加速度的空转检测 |
2.3.3 基于轮对加速度微分的空转检测 |
2.3.4 基于轮对扭转振动频率的空转检测 |
2.3.5 基于粘着特性曲线斜率的空转检测 |
2.3.6 基于负载转矩的空转检测 |
2.4 机车空转检测及保护策略 |
本章小节 |
第三章 适于既有TCU的机车空转检测及保护工作模式分析 |
3.1 永磁同步电机内燃调车机车牵引特性分析 |
3.2 永磁同步电机内燃调车机车主电路结构 |
3.3 永磁同步电机内燃调车机车牵引控制系统结构 |
3.3.1 永磁同步电机牵引控制系统网络结构 |
3.3.2 永磁同步电机牵引控制系统硬件结构 |
3.4 永磁同步电机内燃调车机车牵引控制系统通信协议 |
3.4.1 内部CAN通信协议 |
3.4.2 主处理器板与电机板通信协议 |
3.5 永磁同步电机内燃调车机车的空转检测及保护系统运行模式 |
本章小结 |
第四章 基于TCU电机控制器的空转检测及保护系统与仿真 |
4.1 基于TCU电机控制器的空转检测及保护系统基本原理 |
4.2 基于TCU电机控制器的空转检测及保护策略 |
4.2.1 基于TCU电机控制器的空转检测依据选择 |
4.2.2 列车质量的估算 |
4.2.3 基于TCU电机控制器的轮对角加速度阈值确定 |
4.2.4 基于TCU电机控制器的空转检测及保护流程 |
4.3 机车轮轴旋转运动动力学仿真模型建立 |
4.4 基于TCU电机控制器的空转检测及保护仿真结果分析 |
4.4.1 无空转检测及保护策略时机车正常运行状况仿真分析 |
4.4.2 无空转检测及保护策略时机车空转故障运行状况仿真分析 |
4.4.3 加空转检测及保护策略时机车空转故障运行状况仿真分析 |
4.4.4 基于TCU电机控制器的仿真分析结论 |
本章小节 |
第五章 基于TCU主机板的空转检测及保护系统与仿真 |
5.1 基于TCU主机板的空转检测及保护系统基本原理 |
5.2 基于TCU主机板的空转检测及保护策略 |
5.2.1 基于TCU主机板的空转检测及保护系统结构 |
5.2.2 基于TCU主机板的空转检测依据选择及阈值确定 |
5.2.3 基于TCU主机板的轮对空转检测及保护策略 |
5.3 机车参考车速计算及轮径校正方法 |
5.3.1 机车参考车速计算 |
5.3.2 车速滤波方法 |
5.3.3 轮径校正方法 |
5.4 TCU中网络控制时延对空转检测及保护系统影响分析 |
5.5 基于TCU主机板的仿真模型建立 |
5.5.1 基于TCU主机板的轮轴动力学模型建立 |
5.5.2 基于TCU主机板的空转检测及保护仿真模型 |
5.5.3 参考速度计算模型 |
5.6 基于TCU主机板的空转检测及保护仿真结果分析 |
5.6.1 无空转检测及保护策略时机车正常运行状况仿真分析 |
5.6.2 无空转检测及保护策略时机车空转故障运行状况仿真分析 |
5.6.3 加空转检测及保护策略时机车空转故障运行状况仿真分析 |
5.6.4 基于TCU主机板的仿真分析结论 |
本章小节 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
(8)基于多源检测数据分析与模型仿真的道岔状态分析及评价研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1.绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外研究现状及水平 |
1.2.1 道岔检测技术 |
1.2.2 轨道(道岔)-车辆系统仿真 |
1.2.3 检测数据预处理方法 |
1.2.4 时频分析方法 |
1.2.5 道岔状态评价方法 |
1.3 主要研究内容 |
2.基于FFT-CONTACT算法的道岔区段轮轨接触模型 |
2.1 坐标系及其转换关系 |
2.2 基于三维曲面投影的道岔区段轮轨接触几何求解方法 |
2.2.1 三维车轮踏面模型 |
2.2.2 道岔区钢轨模型 |
2.2.3 三维轮轨接触几何计算方法 |
2.3 基于FFT-CONTACT算法的轮轨接触力计算方法 |
2.3.1 弹性体滚动接触控制方程 |
2.3.2 基于FFT-CONTACT算法的接触力计算方法 |
2.4 车辆系统动力学模型 |
2.4.1 轮对动力学模型 |
2.4.2 车体及构架系统动力学模型 |
2.5 道岔系统动力学模型 |
2.5.1 道岔区钢轨廓形生成 |
2.5.2 道岔区段空间动力学模型 |
2.6 算例分析 |
2.6.1 算例1 |
2.6.2 算例2 |
2.6.3 算例3 |
2.7 小结 |
3.多源检测数据里程偏差快速修正方法 |
3.1 里程偏差修正流程 |
3.2 五点迭代法 |
3.3 轨道几何检测数据里程偏差修正模型 |
3.4 车辆动态响应检测数据里程偏差修正模型 |
3.5 移动式线路动态加载试验车检测数据里程偏差修正模型 |
3.6 算例验证及分析 |
3.6.1 FPIM的准确性验证 |
3.6.2 FPIM的快速性验证 |
3.6.3 VDM数据里程偏差修正现场复核验证 |
3.6.4 道岔里程修正效果分析 |
3.6.5 移动式线路动态加载试验车检测数据里程偏差修正 |
3.7 小结 |
4.基于自适应时频分析的道岔区段动态响应数据特征分析 |
4.1 基于EEMD的自适应同步压缩短时Fourier变换方法 |
4.2 模拟信号时频特性分析 |
4.3 道岔区轴箱加速度数据时频特征分析 |
4.4 道岔区轮轨力数据时频特征分析 |
4.5 小结 |
5.基于车辆动态响应的道岔通过性能分析 |
5.1 道岔位置识别方法 |
5.2 基于道岔通过指数的道岔通过性能评价方法 |
5.2.1 评价指标 |
5.2.2 车体/构架动态响应特性分析 |
5.2.3 道岔通过性能综合评价指标和方法 |
5.3 方法验证 |
5.3.1 不同指标评价效果对比 |
5.3.2 某线路上行某站道岔识别情况 |
5.3.3 某线路下行某站道岔识别情况 |
5.3.4 某线路多组道岔情况 |
5.4 小结 |
6.道岔区段轨道刚度检测数据分析及评价 |
6.1 轨道刚度计算方法 |
6.1.1 计算流程 |
6.1.2 算例验证 |
6.2 TLV检测数据时频特性分析 |
6.2.1 分析流程 |
6.2.2 高速铁路道岔刚度检测数据时频特性分析 |
6.2.3 普速干线铁路道岔刚度检测数据时频特性分析 |
6.2.4 重载铁路道岔刚度检测数据时频特性分析 |
6.3 基于轨道刚度检测数据的道岔状态评价方法 |
6.3.1 计算流程 |
6.3.2 算例验证 |
6.4 小结 |
7.结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 创新点 |
7.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的科研成果 |
学位论文数据集 |
(9)客货混跑线路钢轨打磨廓形优化及磨耗预测(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 国内外现状 |
1.2.1 钢轨打磨技术的研究与应用 |
1.2.2 轮轨廓形优化研究与应用 |
1.2.3 钢轨磨耗问题及磨耗预测 |
1.3 本文研究意义及主要研究思路 |
1.3.1 本文主要研究内容 |
1.3.2 主要研究方法及研究思路 |
第二章 轮轨滚动接触理论及磨耗计算模型 |
2.1 轮轨接触几何特性分析 |
2.1.1 轮轨系统坐标系 |
2.1.2 轮轨接触状态 |
2.1.3 轮轨三维接触几何求解 |
2.2 轮轨接触理论 |
2.2.1 Hertz接触理论 |
2.2.2 Carter二维弹性接触理论 |
2.2.3 Kalker简化理论 |
2.2.4 基于Kalker三维弹性体非Hertz滚动接触理论 |
2.3 磨耗预测理论 |
2.3.1 摩擦功磨耗理论模型 |
2.3.2 Archard磨耗理论模型 |
2.4 本章小结 |
第三章 钢轨廓形描述及其优化 |
3.1 NURBS曲线模型及其性质 |
3.1.1 NURBS曲线定义 |
3.1.2 曲线插补计算于Deboor算法 |
3.1.3 端点斜率控制 |
3.2 钢轨廓形三次NURBS描述方法 |
3.2.1 确定型值点 |
3.2.2 型值点权因子 |
3.2.3 三次NURBS曲线控制点反求算法 |
3.2.4 钢轨廓形参数的确定 |
3.2.5 NURBS曲线构造钢轨的几何特性 |
3.3 钢轨廓形的NURBS拟合方法验证 |
3.4 经济性磨耗钢轨廓形设计模型 |
3.4.1 基本设计原则 |
3.4.2 设计变量确认 |
3.4.3 目标函数 |
3.4.4 约束函数 |
3.5 基于改进遗传算法的钢轨廓形优化计算 |
3.5.1 遗传算法介绍及计算步骤 |
3.5.2 遗传算法参数优化 |
3.5.3 改进遗传算法比较 |
3.6 设计钢轨打磨廓形优化设计流程 |
3.6.1 优化设计流程 |
3.6.2 钢轨打磨廓形优化结果 |
3.7 不同钢轨廓形之间变截面拟合 |
3.7.1 曲面拟合步骤 |
3.7.2 动力学性能分析 |
3.8 本章小结 |
第四章 车辆动力学模型建立 |
4.1 货车动力学模型的建立 |
4.1.1 模型的简化及处理 |
4.1.2 关键部件的非线性建模 |
4.2 客车动力学模型的建立 |
4.3 轨道不平顺 |
4.4 曲线参数及通过车型分析 |
4.5 钢轨磨耗演化过程的型面更新策略 |
4.6 模型验证 |
4.7 动力学指标标准 |
4.7.1 车辆运行平稳性标准 |
4.7.2 车辆运行安全性标准 |
4.8 本章小结 |
第五章 钢轨打磨廓形对机车车辆动力学性能的影响 |
5.1 钢轨打磨廓形对直线动力学性能的影响 |
5.1.1 钢轨打磨廓形对车辆平稳性的影响 |
5.1.2 钢轨打磨廓形对车辆轮轨力的影响 |
5.1.3 钢轨打磨廓形对轮重减载率的影响 |
5.1.4 钢轨打磨廓形对脱轨系数的影响 |
5.2 钢轨打磨廓形对机车车辆曲线动力学性能的影响 |
5.2.1 钢轨打磨廓形对轮轨作用力的影响 |
5.2.2 钢轨打磨廓形对轮重减载率的影响 |
5.2.3 钢轨打磨廓形对曲线脱轨系数的影响 |
5.2.4 钢轨打磨廓形对车辆平稳性系数的影响 |
5.2.5 钢轨打磨廓形对磨耗功率的影响 |
5.2.6 钢轨打磨廓形对轮轨蠕滑的影响 |
5.2.7 钢轨打磨廓形对轮轨接触应力的影响 |
5.3 钢轨打磨廓形对钢轨打磨量的影响 |
5.4 钢轨打磨廓形对轮轨匹配的影响 |
5.4.1 直线工况下的轮轨接触 |
5.4.2 曲线工况下的轮轨接触 |
5.5 钢轨打磨廓形对轮轨磨耗的影响 |
5.5.1 钢轨打磨廓形对直线磨耗的影响 |
5.5.2 钢轨打磨廓形对曲线磨耗的影响 |
5.6 本章小结 |
第六章 基于改进摩擦功原理的钢轨磨耗预测 |
6.1 轮轨接触有限元模型的建立 |
6.1.1 几何模型的建立 |
6.1.2 网格划分及边界条件设置 |
6.1.3 接触属性及材料属性 |
6.1.4 载荷工况 |
6.2 基于有限元摩擦功计算 |
6.2.1 定义摩擦功计算方法 |
6.2.2 摩擦功的简化计算 |
6.3 摩擦功与磨耗量关系的探究 |
6.3.1 接触位置统计 |
6.3.2 磨耗公式中参数的确定 |
6.3.3 累计摩擦功计算及磨耗预测 |
6.4 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 本文总结 |
7.2 论文展望 |
参考文献 |
个人简历在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)高速轮轨耦合振动行为下放电损伤的激光熔覆抑制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 前言 |
1.2 轮轨耦合振动研究现状 |
1.3 轮轨放电腐蚀机理研究现状 |
1.4 轮轨激光熔覆处理研究现状 |
1.4.1 激光熔覆技术原理 |
1.4.2 激光熔覆材料 |
1.4.3 轮轨激光熔覆处理研究现状 |
1.5 本文研究的目的及主要内容 |
第二章 试验材料、方法及设备 |
2.1 试验材料 |
2.1.1 试验基材 |
2.1.2 熔覆材料 |
2.2 试验方法及设备 |
2.2.1 轮轨耦合振动行为下放电腐蚀试验 |
2.2.2 激光熔覆试验 |
2.2.3 试验材料预处理 |
2.2.4 组织形貌与物相研究 |
2.2.5 力学性能研究 |
2.2.6 热学性能研究 |
2.3 本章小结 |
第三章 轮轨材料放电腐蚀机理的试验研究 |
3.1 不同电流对轮轨材料放电腐蚀表面的影响及机理研究 |
3.1.1 不同电流对轮轨材料放电腐蚀表面形貌的影响及机理研究 |
3.1.2 不同电流对轮轨材料放电腐蚀表面物相组成的影响 |
3.1.3 不同电流对轮轨材料放电腐蚀表面硬度的影响 |
3.2 不同放电间隙对轮轨材料放电腐蚀表面的影响及机理研究 |
3.2.1 不同放电间隙对轮轨材料放电腐蚀表面形貌的影响及机理研究 |
3.2.2 不同放电间隙对轮轨材料放电腐蚀表面物相组成的影响 |
3.2.3 不同放电间隙对轮轨材料放电腐蚀表面硬度影响 |
3.3 本章小结 |
第四章 轮轨表面放电腐蚀损伤的激光熔覆抑制研究 |
4.1 熔覆材料的设计 |
4.1.1 激光熔覆材料设计的一般原则 |
4.1.2 熔覆材料成分设计 |
4.2 熔覆工艺参数的正交试验优化 |
4.3 车轮钢表面激光熔覆层性能研究 |
4.3.1 熔覆层显微组织 |
4.3.2 熔覆层的物相成分分析 |
4.3.3 熔覆层显微硬度和表面硬度 |
4.3.4 熔覆层放电腐蚀速率分析 |
4.4 本章小结 |
第五章 激光熔覆改性轮轨材料的放电腐蚀性能及摩擦磨损性能研究 |
5.1 改性轮轨材料的放电腐蚀性能研究 |
5.1.1 改性轮轨材料的热学性能 |
5.1.2 改性轮轨材料的放电腐蚀速率 |
5.1.3 改性轮轨材料放电腐蚀表面形貌 |
5.1.4 改性轮轨材料放电腐蚀表面物相组成 |
5.1.5 改性轮轨材料放电腐蚀表面硬度 |
5.2 车轮钢熔覆层的摩擦磨损性能 |
5.2.1 摩擦系数与体积磨损率 |
5.2.2 磨损形貌与磨损机制 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
四、轮轨接触振动及其对轮轨粘着的影响(论文参考文献)
- [1]高速列车车轮多边形限值研究[D]. 黄琴. 华东交通大学, 2021(01)
- [2]高速列车机电耦合动力学研究[D]. 汪剑彪. 北京交通大学, 2021(02)
- [3]轮轨滑动接触时介质对热力损伤的影响研究[D]. 李海龙. 兰州交通大学, 2021(02)
- [4]机车黏着无模型自适应控制研究[D]. 周延锋. 兰州交通大学, 2021(02)
- [5]基于UM的地铁车辆轮轨磨耗预测及其动力学性能分析[D]. 刘瑞家. 兰州交通大学, 2021(02)
- [6]动力稳定作业下铁路桥梁道床动力学特性研究[D]. 陈佳明. 昆明理工大学, 2021(01)
- [7]内燃调车机车空转检测及保护技术研究[D]. 于珂娜. 大连交通大学, 2020(06)
- [8]基于多源检测数据分析与模型仿真的道岔状态分析及评价研究[D]. 秦航远. 中国铁道科学研究院, 2020(01)
- [9]客货混跑线路钢轨打磨廓形优化及磨耗预测[D]. 胡伟豪. 华东交通大学, 2020(05)
- [10]高速轮轨耦合振动行为下放电损伤的激光熔覆抑制研究[D]. 张远昊. 华东交通大学, 2020(06)