基于车辆动态响应的高速铁路钢轨波磨仿真与分析

来源 :北京建筑大学 | 被引量 : 8次 | 上传用户:zcy124589
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
近年来快速发展的高铁技术使我国高速铁路发展迎来黄金时期,运营里程大幅稳步增加,运行速度再次提高,重新恢复至350km/h,走在世界前列。列车运行速度的提升对高速列车或是钢轨及其基础设施提出了更高的要求,更好的车辆与基础设施质量才能保证高速列车平稳及安全的运行。基础设施的铺设在初期需要进行大量的设计与调研工作,以便为之后的检测与维修提供便利。自从轨道交通产生以来,钢轨上会出现各种各样的钢轨病害,较为典型的一种是钢轨波浪形磨耗,简称“波磨”。此病害存在于世界范围内各种轨道结构形式,无论速度高低,无论是货运还是客运铁路,都存在不同程度的波磨。波磨对车辆运行质量有着显著的影响,车辆经过波磨时存在明显的周期性振动,大大削弱乘坐舒适性,波磨造成的冲击振动严重时会危机行车安全。本文通过高速综合检测列车实际检测轴箱振动加速度,对检测数据进行处理后发现疑似钢轨波磨区段,与当地工务部门协调后,进行实地复核。确定该位置存在我国某高速存在一段波深为0.02mm,类余弦钢轨波磨后,使用钢轨平直度测量仪检测该区段钢轨表面垂向不平顺数据。通过现场测量,得到该区段钢轨、扣件、轨道板等参数,并且利用钢轨廓形测量仪测得该区段钢轨轨头垂向不平顺。进而基于ABAQUS/Explicit显示动态分析模块,建立三维轮轨滚动瞬态接触有限元计算模型,轮轨接触关系采用“表面-表面接触”,通过罚函数设置摩擦系数。仿真计算车轮通过该波磨时轮轨力、轴箱振动加速度等动态响应。进而修改关键参数,从新计算,得到关键参数与车辆运行动态响应之间的关系。以速度为300km/h计算工况为例,轴重为14t的情况下,轮对过钢轨波磨时轮轨力从稳定的75kN突变为95kN,并且存在周期性变化规律。由于钢轨波磨与扣存在重合区段,在该区段轮轨力变化更为复杂。同时,从轴箱振动加速度的频域分析可以明显看出60mm波长波磨对应的1387Hz,并且该区段还存在另外三个特征频率,即为615Hz、498Hz与752Hz,对应波长分别为135.50mm、167.34mm与158.04mm,这与实测结果相吻合,证明了不同波磨之间存在共生关系,并且会改变另一侧钢轨的运动状态。而模态分析结果显示轮对与钢轨均存在与波磨有关的振型。另外,钢轨形成的“M”型应力分布情况与S1002CN车轮踏面有关。标准钢轨区段钢轨表面最大接触斑应力在610MPa左右,而波磨区段最大接触斑应力在710MPa左右。波磨区段两侧钢轨等效塑性形变均存在“M”型分布。单轮对单次通过时,波磨区段钢轨表面等效塑性应变存在波浪形变化趋势,数值在0.003与0.006之间,长此以往无疑会使钢轨恶化而增加维修成本,严重时缩短换轨周期,造成不必要的浪费。分析结果表明,列车运行速度越快,轴向振动加速度的振动幅度越大,轮对驶离波磨区段后恢复其原有运行状态的能力越强,而在相同条件下,改变轮轨接触面摩擦系数得到的计算结果相差不大。
其他文献
自1998年住房制度改革以来,房地产业己经发展成为我国国民经济的支柱产业,成为了促进经济增长,扩大内需的重要源泉之一。房地产价格的波动必然会导致居民资产财富数量的波动和居
随着社会的发展,科技的进步,计算机技术不断兴起,同时带动我国的地理信息系统技术迅速发展。本文在介绍地理信息系统概念、功能的基础上,结合土地利用规划的特点,探讨地理信
随着全球气候变暖的逐渐加剧和部分资源日渐枯竭,减少碳排放并促进资源的循环利用已成为世界范围内共同关注的热点议题之一,发展低碳经济已势在必行。闭环供应链作为一种绿色新型的生产方式,既可以降低资源消耗,减少成本,同时也能够增强企业竞争力,减少碳排放,降低环境污染的程度,由此,促进企业低碳经济发展。本文构建低碳政策约束下零售商负责回收制造商负责制造与再制造的二级闭环供应链,从消费者偏好出发,探寻在碳政策
目前的高校教育与教学管理往往更重视学生专业知识学习,而忽视学生的创新能力培养,教育教学管理改革已成为必然。本文基于高校创新能力培养目标视角,通过探究高校创新能力培
传递矩阵法是随着多体系统动力学的发展而逐渐兴起的一种结构计算方法,凭借自身无需系统总体动力学方程和计算快速的特点而被广泛应用于工程计算领域。以现有的传递矩阵法理
目的分析踝关节扭伤患者治疗中采取针灸推拿疗法的临床价值。方法抽取院内自2017年6月—2019年2月诊治的60例踝关节扭伤患者为回顾分析对象,以数字法分组为观察组与对照组。
本文从阿Q与苏比的性格幽默及他们形象幽默引发的幽默两方面来作一下比较,对鲁迅和欧·亨利的艺术作初浅的探讨。
目的探讨3D腹腔镜精索内静脉高位结扎术、开放精索内静脉腹膜后高位结扎和传统2D腹腔镜技术治疗精索静脉曲张的临床疗效。方法选取2014年2月至2016年8月我院收治的162例(198侧
本文分析了信息共享的概念以及制约因素,并提出了解决问题的措施。
目的:选用GK大鼠为实验动物,构建糖尿病胸主动脉病变模型,研究参芪复方对GK大鼠胸主动脉病变的影响。应用高通量测序技术获得各组大鼠胸主动脉的差异mRNA/lncRNA表达谱,进一