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基于有限元数值分析技术和VDI 2230-1:2015标准,研究了某高速磁浮列车混合材料设备舱安装螺栓的抗滑移系数提高方法。根据复合材料夹层结构与螺栓连接结构的力学性能,选取复合材料薄壳单元、实体单元及梁单元,建立了高速磁浮车体底架与混合材料设备舱安装螺栓强度分析模型;在加速度载荷和气动载荷作用下,利用机械设计手册与VDI 2230-1:2015标准对车体及设备舱安装螺栓进行了抗滑移系数分析。结果表明:在气动载荷作用下,位于设备舱端部区域的Ⅰ类螺栓抗滑移系数偏低;在标准规定限值内,分别通过增大拧紧力矩、结合面摩擦因数和减小螺栓摩擦因数的方法,提升结合面间的摩擦力,将Ⅰ类螺栓最小抗滑移系数由0.63提升至0.89;通过协调裙板锁座结构刚度及优化设备舱端部区域的螺栓数量及分布,降低螺栓工作载荷,将Ⅰ类螺栓最小抗滑移系数分别提升至3.83与1.16。
轨道车辆通风系统风量大且风口多,风量测量设备或测量装置的阻力会改变轨道车辆的风量分布。为保证轨道车辆风量测量的准确性,文章以卧铺车送风系统为研究对象,以送风量测量为基础,采用数值计算为主,并与试验测试相结合的方式,研究了测量时的设备阻力对轨道车辆送风量的影响。结果表明:风速法的测量风筒采用光滑材质制作时阻力小,对送风量影响小;采用风量罩测量时,送风量小时直接采用即可,若风量高于临界点时,送风量测量需考虑设备阻力的影响。常用风量罩测量送风量时,临界点风量约为800 m3/h。由于新风量、回风量及空调机组冷凝风风量一般会超过临界风量,因此需要采取降低阻力的措施或更换测量方法,保证测量结果的准确性。
为了区分和识别列车变速条件下车轮多边形和钢轨波磨2种轮轨异常磨耗故障,深入分析轮轨异常磨耗深度,并便于验证分析和推导过程的准确性,文章针对轴箱垂向振动加速度信号,提出了一种基于短时傅里叶变换的时频分析方法。该方法通过统计经短时傅里叶变换后的信号中故障频率出现的次数,区分当前轮轨异常磨耗类型。同时,采用将时间谱转化为空间谱的方式,通过车轮转动角度-轴箱垂向振动加速度信号推导出变速条件下的车轮多边形阶数和钢轨波磨波长计算公式,避免速度变化对识别结果带来的影响。在此基础上,为了更深入分析轮轨异常磨耗故障,通过试验采集生成了不同工况下的振动数据并整合成数据集,利用自然邻点插值构建了车轮多边形深度和钢轨波磨深度的故障数据库,实现了故障深度的量化识别。另外,开发了一种轮轨异常磨耗识别算法,该算法可以自动检测当前列车轮轨异常磨耗类型,并计算出相应的车轮多边形阶数、钢轨波磨波长和故障深度。通过将识别算法计算结果与预设值进行对比,验证了该算法能够在实际应用中有效识别列车轮轨系统的异常磨耗,为轨道交通系统的运行维护提供了有力支持。
铁路货车作为承载国家运输的重要装备,长期处于重载、振动、交变应力的复杂工况下,其配件的误装极易导致系统功能失效、损坏,甚至车辆脱轨等严重安全事故。文章结合国铁集团货车事业部2017—2022年铁路货车造修源头质量数据的统计,发现误装故障占比达28.7%,其中制动系统和转向架配件误装问题最为集中。针对新造铁路货车配件误装故障问题,从发生频次和重要度影响等级两方面进行了评估分析。按照误装成因,如配件结构相似、代际产品差异小、识别标识不清等,提出了基于结构差异化、颜色区分及统型化的车辆配件防误装设计原则,为车辆配件设计和装配提供了约束条件及应用指导,并通过持续优化,可全面提升铁路货车的制造质量与运行安全性,为实现铁路货运安全及高效运输提供了技术支撑。
列车检修周期与检修范围直接影响着检修费用,滚动轴承的寿命在设定列车检修周期和制定检修范围的过程中起到至关重要的作用。加速寿命试验是一种通过提高试验条件如温度、载荷等,来加速产品失效过程,从而缩短试验时间并获取更多失效数据的方法。文章提供了一种基于加速寿命试验的方法来预测滚动轴承的寿命,引入了新旧轴承失效数据的对比分析机制,通过对新旧轴承在相同加速条件下的失效表现进行对比,进而对旧件的寿命曲线进行合理修正,可以更加精确地识别出旧轴承因长期使用而产生的性能退化特征。此外,为了将这一预测方法更好地应用于实际,研究还引入了以列车行驶里程为基准的加速系数。这一系数的引入,能根据列车运行的实际里程来动态调整失效率的预测值,进而绘制出失效率随里程变化的曲线图,解决了寿命评估结果的实际应用问题。
随着国内动力集中动车组的速度提升,轮轨黏着系数反而降低,当高速运行的车辆在极低黏着或制动部件故障导致车轮抱死时,存在车轮擦伤或更严重后果的风险。为提升车辆安全性,基于车辆运行速度和转速监视逻辑设定要求,从动力集中动车组车轮转速异常判断逻辑、转速异常信号输出逻辑、转速异常信号上报条件以及控车逻辑4个方面进行轮转速监视功能的开发。当发生轮对抱死时,车轮转速异常信号由列车网络传输给动车组中央控制单元,由中央控制单元自动发出切断牵引、触发制动信号,并对车辆进行限速。通过试验台试验对功能逻辑进行验证,功能模块能够准确地按照逻辑进行转速异常判断,发出转速异常信号。通过车辆线路试验测试,当轮对滑行时,防滑系统正常调整轴速至正常过程中,不会意外触发转速异常故障,符合避免故障误报的设计要求。
针对传统双塔干燥器故障诊断方法的不足,文章提出了一种基于逻辑回归的双塔干燥器故障预警方法。首先介绍了双塔干燥器的工作原理;然后根据双塔干燥器的常见故障模式对干燥塔状态、空压机启动等原始信号进行了特征提取,并采用提取后的特征信号训练了逻辑回归模型;最后将训练好的模型部署在某一城轨项目现场。现场实际应用结果表明,该方法可对双塔干燥器故障进行提前报警,降低了车辆的在途故障率。
目前轨道交通车辆牵引能耗评价多采用线路实际运营能耗,缺乏不受外部条件影响干扰的统一判定标准。针对这一情况,提出了一种基于工况法的能耗测试方法:通过采集轨道交通车辆牵引系统实际运营数据,提取轨道交通车辆牵引系统典型测试工况。该典型测试工况包含了表征速度-时间(V-T)特性的动态工况和表征载客量特性的满载率静态工况。其中,V-T工况的构建考虑工况片段中特征值相近的原则,利用行程分析法进行构建;满载率工况通过统计不同满载率区间所出现的规律进行构建。基于典型测试工况,提出了一套能够反映车辆牵引能耗指标的台架测试方法及试验平台设计要求,并给出了试验台的搭建建议。最后,通过永磁牵引系统和异步牵引系统对比试验验证了基于该测试方案的可行性。结果表明,所构建的典型测试工况、试验方法能够通过将不同城轨车辆牵引系统置于统一测试工况下进行能耗测试,有效反映不同系统的相对能耗水平。该方法有助于建立一套轨道交通车辆装备节能评价标准体系,进一步分析不同车辆的能效特性。
随着城市轨道交通系统对智能化和网络实时性的要求不断提高,列车内部通信网络正面临多业务融合、高带宽与低延迟协同传输的挑战。传统车载以太网难以满足实时控制、高清视频、乘客信息系统等多类数据的统一调度需求。时间敏感网络(TSN)作为新一代实时以太网技术,具备确定性传输、时间同步和低抖动等优势,成为提升车载网络性能的关键手段。围绕列车内部通信环境,研究TSN技术在多业务融合背景下的应用架构与调度策略,提出一种基于统一调度模型的TSN通信架构,支持对关键控制流、音视频流和通用数据流的分级管理与调度。通过组网试验测试,验证该架构在保证关键业务实时性、提高链路利用率和系统稳定性方面的有效性。研究成果可为城轨列车通信网络的升级改造提供技术支撑,并为TSN技术在轨道交通行业多网融合的工程化落地奠定基础。
根据复兴号双源动力集中动车组现车测试结果,结合制动控制技术现状,分析了160 km/h动力集中动车组制动停车过程中纵向冲动较大的原因,提出了优化措施,探讨了160 km/h动力集中动车组制动控制技术提升后对减小纵向冲动的作用。