In order to study the influence of the wheel hardness to the abrasion of railway heavy-haul wagon wheels and analyze the most economical way of reducing the abrasion of heavy-haul wagon wheel,the dynamic model of vehicle track coupling system of C80 freight car with K6 bogie is established,and the simulation model of wheel tread wear is established based on CONTACT program and Arcard wear model. The simulation model is established to predict the influence of wheel hardness on the wheel tread wear depth and wheel tread shape of heavy-duty railway freight cars. The results showed that properly increase the wheel hardness would effectively reduce the wheel abrasion depth,so properly increase the wheel hardness in the wheel wear area can effectively reduce the wheel tread wear,so that this method can improve the service life of the wheel.

通过建立配置有转K6转向架的C80铁路货车动力学模型,考虑不同的车轮不圆状态,包括车轮不圆的阶数和车轮不圆的幅值,研究车轮不圆状态下的车轮轮轨力响应、轴箱振动响应情况,分析车辆动力学行为演变规律,阐述了车轮不圆下的动力学表征,为车轮不圆的故障检测和识别提供基础支撑.结果表明,车轮不圆顺会影响同一轮对的另一车轮振动情况,对第二轮对有轻微影响,基本不会对第三和第四轮对产生影响;多边形阶次与轮轨力主频基本呈现一次线性关系,且不圆深度对车轮轮轨力的幅值有较为明显影响.

从铁道车辆车轮扁疤对轨道的冲击效应及其对车辆零部件造成的损伤出发,系统梳理了检测车轮扁疤的多种方案,对各类车轮扁疤故障检测方法特点进行了讨论,对比了不同检测方法的优缺点,对车轮扁疤故障检测技术体系的发展方向进行了预测.分析结果表明:车轮扁疤故障检测技术可分为车载检测法和地面检测法,其中地面检测法运用较为广泛;现阶段较为成熟的车轮扁疤检测技术按检测手段可主要分为轮轨冲击检测法、超声波检测法、噪声检测法、踏面位移法、振动加速度检测法、图像检测法、光学检测法、轨道电路中断法等;近年来,随着科学技术的发展,又涌现了如多普勒效应法、超声波回声定位法等;随着现代智能算法的进步,应用神经网络等智能算法对设备进行故障识别训练能大大简化设备开发进程和结构,智能算法或将成为车轮扁疤故障识别的主要发展方向;随着时间推移,检测设备的多故障集成化趋势越发明显,多故障检测集成化与功能多样化已是智能化检测设备发展的重要方向之一;未来,操作系统方面的提升也将主要集中于平台的人性化和智能化方面;检测体系建议由正线实时监测、车辆段入库精准检测、数据信息化平台三部分组成,未来发展方向会集中在装置简易化、算法精准化与操作智能化等方面.

为研究货车车轮扁疤状态下的动力学表征,为车轮扁疤的间接识别提供理论支撑,建立了配置有转K6转向架的C80铁路货车动力学模型,并推导了扁疤对钢轨的垂向冲击力公式及振动加速度公式,研究了车轮扁疤故障状态下的车轮轮轨力响应、承载鞍振动响应情况,并分析了故障状态下车轮扁疤长度与轮轨垂向力对应关系,为扁疤的故障检测和识别提供基础支撑.结果表明:扁疤故障状态下,轮轨垂向力与扁疤长度呈正比例关系,且轮轨力最大值随车辆运行速度增大而呈现先增大后缓慢减小的趋势,承载鞍振动加速度变化趋势与轮轨垂向力基本保持一致.

为研究铁路重载货车车轮轮径差状态下的动力学响应,进而为轮对车轮轮径差间接识别作基础支撑,建立了 C80铁路重载货车动力学模型;根据国内相关动力学评价标准,计算车辆在车轮轮径差状态下的动力学性能,包括车辆蛇行临界速度、运行平稳性和安全性等;并对车辆进行现场试验验证.结果表明:车轮轮径差对车辆蛇行临界速度、运行平稳性和安全性均存在一定程度的影响;在5 mm同轴轮径差范围内,车辆各动力学指标均满足国家相关标准;车辆动力学响应与车轮轮径差存在一定程度的映射关系.

针对影响车辆运行性能的关键尺寸和参数,结合运用磨耗规律对转向架现场调研的结果,以C70型敞车为研究对象开展动力学仿真分析计算,确定转向架服役性能演变规律,以及转向架服役期间车辆安全性指标变化情况.结果表明:随着服役时间的增加,车辆在直线行驶时的各安全性指标均增大,但安全性指标值满足国内相关标准,当车辆参数达到检修限值时,车辆在高速行驶时会出现脱轨风险;而随着服役时间的增加,车辆的曲线通过性会出现一定程度的先转好再恶化的过程,这是由于车轮在磨耗后,等效锥度增大而导致,同时车辆在空车和重车工况下,安全性演变规律相似.

以铁路货车转向架转K6轮对为主要研究对象,建立Simpack多体动力学模型,并通过设置相应车轮轮径差,着重分析轮轨垂向力、横向力及横向位移随轮径差差值变化的变化,由不同轮径差对应的车轮轮轨力,分析其相互对应关系.分析结果表明:当轮对出现轮径差时,车轮左右轮轨垂向力和横向力都出现相应差值,且差值随轮径差增大而增长,出现轮径差的轮对横向位移值也随轮径差变大而增大,且在一定范围内,变化差值与轮径差差值基本呈一次线性关系.

Based on the fact that 120 km/h B-type metro vehicles had a large wheel equivalent conicity in actual operation, a multi-body dynamic model of the vehicle was established with Simpack dynamic simulation software, which could restore the abnormal vibration after wheel wear in actual operation. Simulation results showed that when the equivalent conicity of the vehicle was 0.5, the vehicle body had 5.5 Hz vibration frequency caused by bogie hunting and 2.5 Hz vibration frequency caused by the track irregularity excitation of the upper center roll mode of the vehicle body, which resulted into large lateral stability index of the vehicle body. Through the analysis of suspension parameters, it was found that increasing the primary lateral positioning stiffness properly could effectively reduce the vehicle lateral stability index when the equivalent conicity was larger.