铁道部科技研究开发计划(Z2006-049) 作品数:8 被引量:188 H指数:8 相关作者: 金学松 张剑 肖新标 温泽峰 肖广文 更多>> 相关机构: 西南交通大学 大连交通大学 更多>> 发文基金: 铁道部科技研究开发计划 国家重点基础研究发展计划 国家自然科学基金 更多>> 相关领域: 交通运输工程 机械工程 理学 更多>>
基于轮轨法向间隙的车轮踏面优化方法 被引量:31 2009年 为了寻求基于目标的铁路车辆车轮踏面数值优化技术,开发一种考虑轮轨法向间隙参数的车轮踏面优化方法。利用该方法优化我国高速列车车轮LMa型面。并发现优化后的LMa车轮和CHN60钢轨滚动接触接触时,轮轨界面之间具有较好的'共形'特性,这样能有效降低轮轨接触应力以达到降低滚动接触疲劳目的。并用车辆轨道耦合动力学理论分析优化的车轮型面对车辆动态特性的影响。数值结果表明,在不降低车辆动力学性能的情况下,此方法可以有效改善轮轨接触点对分布,降低轮轨接触应力。 崔大宾 李立 金学松 肖广文关键词:车轮踏面 接触应力 三种高速轮对型面的性能比较 被引量:26 2009年 为分析我国轮轨技术条件下LMa、S1002和XP55高速轮对型面特性,进行了稳态轮轨非赫兹滚动接触计算和车辆-轨道系统耦合动力学计算。非赫兹滚动接触计算表明:LMa型面轮对接触斑面积大,压力平坦,接触应力、轮轨接触面滑动量和摩擦功较小;S1002型面在轮对小幅横移时接触斑面积最大,但随轮对横移量增大迅速减小,接触斑压力起伏较大,接触应力、滑动量和摩擦功最大;XP55型面接触斑面积小,接触斑压力、接触应力、接触斑滑动量和摩擦功高。车辆-轨道耦合动力学仿真表明:LMa型面的车辆蛇形运动临界速度最高,S1002型面最低;LMa型面曲线通过性能最优;轨道随机不平顺激励下,S1002型面轮对横向晃动最大,S1002、XP55型面可出现轮缘接触现象;3种型面与钢轨形成的接触区域均很狭窄;XP55型面动态脱轨系数瞬态值较高。结果表明,S1002型面不适用于我国1 353 mm轮对内侧距,XP55型面性能欠佳,LMa型面最好。 张剑 肖新标 王玉艳 金学松关键词:轮轨型面 高速列车安全运行研究的关键科学问题 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。详细讨论了关系到高速列车安全问题研究的一些关键科学问题,这些问题主要包含高速列车在高速运行... 金学松 郭俊 肖新标 温泽峰 周仲荣关键词:高速列车 脱轨 动力学行为 文献传递 高速客车轮对动力学性能的比较 被引量:32 2008年 为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。 肖广文 肖新标 温泽峰 金学松关键词:高速客车 车轮踏面 轮对内侧距 动力学 轨底坡对轮轨滚动接触行为的影响 被引量:17 2009年 为了探讨轨底坡与轮轨滚动接触行为的内在联系,针对高速客运专线轮轨接触状况,即轮对踏面为LMA和钢轨为国产CN60,利用改进的三维接触几何程序、Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论及其CONTACT数值程序,分析比较轨底坡对轮轨接触几何参数、接触斑形状、接触斑滑动量、摩擦功、接触应力等的影响。通过分析计算可得,轨底坡对轮轨滚动接触行为有很大影响。尤其当轮对相对轨道横移在6mm~9mm范围内变化时,随着轨底坡从1/20到1/40的逐渐减小,轮对左右轮滚动半径差和等效锥度增大,这说明在1/40轨底坡下,轮对恢复对中的能力更好,更有利于曲线通过。1/40轨底坡对应的最大正压力、等效应力等较小,其对应的摩擦功较大。1/20轨底坡的情况刚好相反。综合考虑各种因素,对于LMA-CN60轮轨接触副,1/40轨底坡较1/20轨底坡的接触状态更好。数值结果为轨底坡的设计提供重要的参考依据。 李霞 温泽峰 张剑 金学松关键词:轮对 轨底坡 蠕滑力 接触应力 摩擦功 车轮型面优化的研究进展 被引量:12 2009年 论述了轮轨型面匹配对车辆/轨道动态行为和轮轨系统磨损接触疲劳的影响.介绍了铁路车轮型面优化设计的有关理论、技术和结果,分析、比较了各种方法在车轮型面优化中的应用及其存在的问题,并给出了相应的改进措施.结合车轮踏面的现有优化设计方法,提出了一种可以综合考虑接触应力、磨耗指数和临界速度等多个性能指标的车轮踏面优化方法,指出了优化过程中数学模型建立困难和求解速度慢等问题,并提出了相应的改进措施. 李立 崔大宾 金学松关键词:轮轨接触 车轮型面动态高速曲线通过性比较 被引量:14 2007年 为了有效选择高速车轮型面,通过车辆轨道系统动力学仿真得到轮对高速通过曲线的运动状态,利用运动状态参量进行三维轮轨接触几何特性与蠕滑率计算,用Contact程序进行轮轨非赫兹滚动接触计算,分析了LMa、S1002和XP55车轮型面高速曲线通过匹配特点。分析结果表明:LMa和XP55型面轮对运动参数曲线平滑,S1002型面出现大幅度波动,并产生蛇行运动;当轮对横移量为3.0~3.5mm时,S1002型面轮轨接触点对产生约11mm跳跃,正好处于钢轨型面R300、R80mm圆弧过渡区;S1002型面接触斑基本处于滑动状态,LMa型面接触应力最小,XP55型面接触应力最大。可见S1002型面与中国60kg·m^-1钢轨不匹配,LMa型面匹配效果最理想,XP55型面匹配相对较好。 张剑 孙丽萍关键词:车辆工程 轮轨型面 轮轨关系 基于钢轨型面扩展法的车轮型面设计 被引量:28 2008年 首先对欧洲国际铁路联盟(Union enternationale des chemins der fer,UIC)高速轮轨型面S1002/UIC60和我国准高速型面LMa/CHN60进行接触几何分析,认为LMa/CHN60型面共形度太低,对钢轨磨损以及滚动接触疲劳极为不利。以改善钢轨的受力状态为出发点,在对钢轨型面扩展法进行数值研究的基础上,采用钢轨局部型面扩展法,根据我国60kg/m钢轨设计出共形度较高的车轮型面。通过车辆轨道耦合动力学仿真确定车辆临界速度约为400 km/h,且具有较好的曲线通过性能。轮轨非赫兹滚动接触分析表明,在靠近钢轨一侧接触斑面积、应力等较LMa型面变化不大的情况下,离开钢轨一侧接触斑面积明显增大,接触应力降低约20%,钢轨与车轮的接触带变宽,钢轨接触频次得到改善。在车轮型面优化设计做了尝试性工作,以期为我国高速、重载以及城市轨道交通车辆车轮型面优化设计提供借鉴。 张剑 温泽峰 孙丽萍 金学松关键词:轮轨关系 高速车轮椭圆化问题及其对车辆横向稳定性的影响 被引量:54 2008年 对铁路车轮运行过程中非圆化问题进行分析和非圆化形式进行定义分类。建立一个新的真实模拟车轮椭圆化的数学模型,结合车辆/轨道空间耦合动力学模型,分析计算出高速车轮椭圆化引起的车辆轮对横向动力响应,确定了车速200 km/h轮对椭圆度对蛇行运动影响范围。数值结果分析表明,高速车轮椭圆化将导致车辆系统横向蛇行失稳,严重恶化其运行品质.并大大降低其横向稳定性。轮对蛇形运动状态和行车速度、轮对左右轮椭圆形状的相位以及椭圆度有密切联系。 张雪珊 肖新标 金学松关键词:高速列车 轮对 蛇行