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高速列车车轮踏面非圆磨耗机理被引量：18: 2016年; 为揭示高速列车车轮踏面非圆磨耗的产生机理,控制高速列车车轮的非圆磨耗,基于高速列车在雨、雪条件下调速制动可能发生轮轨滑动的特点,建立了由轮对和钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,使用该模型对轮轨系统进行了摩擦自激振动发生趋势的仿真分析.仿真结果表明,在轮对调速制动轮轨蠕滑力达到饱和(即滑动)状态下,轮轨系统容易发生摩擦自激振动,此摩擦自激振动能引起车轮非圆磨耗,并提出控制高速列车调速制动时的制动摩擦力使轮轨不发生滑动是抑制车轮非圆磨耗的主要措施,增大钢轨扣件垂向阻尼是控制高速列车车轮非圆磨耗的可行方法.; 陈光雄崔晓璐王科; 关键词：轮轨系统

Investigation into rail corrugation in high-speed railway tracks from the viewpoint of the frictional self-excited vibration of a wheel–rail system被引量：1: 2016年; A finite element vibration model of a multiple wheel-rail system which consists of four wheels, one rail, and a series of sleepers is established to address the problem of rail corrugation in high-speed tracks. In the model, the creep forces between the wheels and rail are considered to be saturated and equal to the normal contact forces times the friction coefficient. The oscillation of the rail is coupled with that of wheels in the action of the saturated creep forces. When the coupling is strong, self- excited oscillation of the wheel-rail system occurs. The self-excited vibration propensity of the model is analyzed using the complex eigenvalue method. Results show that there are strong propensities of unstable self-excited vibrations whose frequencies are less than 1,200 Hz under some conditions. Preventing wheels from slipping on rails is an effective method for suppressing rail corrugation in high-speed tracks.; G.X.ChenX.L.CuiW.J.Qian; 关键词：WEAR

直线电机牵引颤振研究被引量：1: 2017年; 建立了由直线电机定子和吊杆等组成系统的有限元模型,利用ABAQUS软件对该直线电机系统牵引颤振进行瞬态动力学仿真,研究直线电机牵引颤振发生的条件和横向拉杆对直线电机振动的影响。仿真结果显示,电磁牵引力-滑动速度的负斜率引起直线电机发生颤振,直线电机在惰行情况下不发生颤振;横向拉杆能够较大的减小直线电机的横向和垂向振动,对直线电机的纵向振动影响不大;直线电机横向和垂向之间存在耦合振动。; 聂启秀崔晓璐陈光雄; 关键词：直线电机颤振有限元分析

轮对不平衡检测方法研究及LabVIEW实现被引量：1: 2016年; 为了避免轮对不平衡对高速列车的影响，针对故障信号的特征，提出一种将经验模式分解（EmpiricalModeDecomposition）与Hilbert包络谱分析相结合的故障诊断方法，先通过实验采集轮对振动信号，然后对振动信号EMD分解从而得到基本内蕴模式imf分量，再对得到的各阶imf分量进行Hilbert包络谱分析，从而进行故障识别。将此法通过LabVIEW编程实现并经实验验证，此法在车速100—200km／h时具有很高识别能力。; 武益民陈光雄; 关键词：经验模式分解 LABVIEW 故障诊断

高速铁路车轮多边形磨耗影响因素仿真研究被引量：3: 2017年; 基于摩擦自激振动可能导致车轮多边形磨耗的观点,建立由1个轮对和2根钢轨组成的轮轨系统摩擦自激振动模型,应用有限元软件ABAQUS提供的复特征值功能分析该模型的摩擦自激振动发生趋势,讨论摩擦因数、扣件刚度、阻尼对摩擦自激振动发生趋势的影响。结果显示,随着摩擦因数的减小和扣件阻尼的增大,轮轨系统摩擦自激振动发生趋势减小,而仅通过改变扣件刚度不能达到抑制车轮多边形磨耗的目的。根据仿真结果,指出减小摩擦因数和增大扣件阻尼是可行的控制车轮多边形磨耗的措施。; 王科崔晓璐陈光雄欧阳华江; 关键词：自激振动阻尼

摩擦面波状磨耗的分形描述方法被引量：2: 2015年; 在自行搭建的销-盘试验机上进行自激励振动条件下的滑动摩擦试验,通过销-盘的摩擦运动来模拟轮轨间的平均接触应力。利用激光位移传感器测量盘试件摩擦面的波状磨耗尺寸,得到了不同试验条件下盘试件摩擦面的波状磨耗曲线。运用功率谱法对摩擦面的波状磨耗进行分形描述,根据功率谱指数与分形维数的关系计算不同试验条件下波状磨耗的分形维数,分析了分形维数与转速、法向载荷、转数等参数的关系。试验结果表明：在相同法向载荷下,利用功率谱法求得的分形维数随转速的增加而增大;在相同转速下,分形维数随法向载荷的增加而增大;在相同转速和法向载荷下,分形维数随转数的增加而减小;盘试件摩擦面波状磨耗的分形维数为1.79-1.92,分形特征显著,分形维数越大,盘试件摩擦面波状磨耗越严重,波状磨耗波长越长。利用功率谱法求得的结果与试验结果一致,可用分形维数定量描述摩擦面的波状磨耗。; 陈光雄胡文萍王平朱旻昊; 关键词：铁道工程功率谱分形维数波长

轮轨摩擦自激振动引起小半径曲线钢轨波磨的瞬态动力学被引量：62: 2014年; 钢轨波磨问题一直困扰着地铁线路,对其产生机理的研究有着重要的理论和应用价值。基于轮轨摩擦自激振动引起钢轨波磨的观点,建立轮对稳态通过小半径曲线时由轮对-钢轨-轨枕组成的轮轨系统有限元弹性振动模型,在模型中假设轮轨蠕滑力饱和且等于法向力与摩擦因数的乘积。应用有限元软件ABAQUS分析该模型的运动稳定性,重点研究轮轨系统摩擦自激振动的瞬态动力学过程,获得了轮轨系统发生摩擦自激振动时轮轨振动和接触法向力的变化规律。结果显示内轮和内轨接触摩擦副发生严重的摩擦自激振动,并对这个摩擦自激振动引起钢轨波磨的机理进行了解释。; 陈光雄钱韦吉莫继良朱旻昊; 关键词：蠕滑力自激振动轮轨钢轨波磨

基于经验模式分解和神经网络的车轮踏面擦伤检测方法被引量：3: 2015年; 车轮踏面擦伤故障信号具有非平稳特性,为识别车轮踏面擦伤,提出一种将经验模式分解（Empirical Mode Decomposition）与神经网络相结合的诊断方法,通过实验获取车轮踏面擦伤故障信号,对故障信号EMD分解得到本征模函数分量（Intrinsic Mode Function,IMF）,再对各阶IMF分量提取能量和峭度特征,构建出特征向量并输入到神经网络中进行故障识别。将此法通过Lab VIEW编程实现并经实验验证,该方法在车速0~200 km/h时具有较高识别能力,与传统方法相比具有使用范围广,实用价值高的特点。; 周璇陈光雄赵鑫; 关键词：经验模式分解神经网络峭度

轮对结构和扣件刚度对钢轨波磨的影响被引量：13: 2017年; 为研究地铁线路小半径曲线轨道上钢轨波磨的形成机理和影响因素,基于轮轨摩擦耦合自激振动导致钢轨波磨的观点,建立了小半径曲线轨道上由动车轮对-钢轨-轨枕组成的轮轨系统有限元模型.采用复特征值分析和瞬时动态分析研究了轮轨系统的稳定性和动态特性.计算结果表明:在饱和蠕滑力作用下,轮轨系统存在较强的摩擦自激振动趋势,即产生钢轨波磨的趋势;动车轮对上齿轮箱的安装位置对系统的自激振动影响较小;扣件横向刚度对自激振动的影响较小,垂向刚度对自激振动的影响较为明显;不稳定振动随扣件垂向刚度的增加呈现先增大后减小的趋势,当其垂向刚度约为20 MN/mm时,钢轨波磨最容易发生.; 崔晓璐陈光雄杨宏光; 关键词：钢轨波磨自激振动

短轨枕区间钢轨波磨的现场测试和数值研究被引量：8: 2018年; 基于轮轨摩擦自激振动导致钢轨波磨的观点,综合采用现场测试和数值仿真的方法共同研究了短轨枕整体道床支撑小半径曲线轨道上的钢轨波磨。在现场测试中,测试了车辆通过该区段时的振动信号。在数值仿真中,建立了短轨枕整体道床支撑小半径曲线轨道上导向轮对的弹性振动模型。综合采用瞬时动态分析和复特征值分析计算了轮对通过该路段时的动态响应和不稳定振动模态。现场测试和数值仿真结果的一致进一步证明了在小半径曲线轨道上,轮轨间的饱和蠕滑力能够导致轮轨系统发生摩擦自激振动,从而产生钢轨波磨。同时,当轮对通过相应测点时,可以发现其垂向振动加速度具有明显波动,这意味着摩擦自激振动的产生。并且,在里轨表面垂向振动加速度的振幅明显大于在外轨表面垂向振动加速度的振幅。因此,由摩擦自激振动导致的钢轨波磨主要发生在里轨上,且通过数值仿真预测得到摩擦自激振动导致波磨的波长与现场实测结果近乎一致。; 崔晓璐崔晓璐陈光雄; 关键词：钢轨波磨现场测试数值仿真自激振动短轨枕

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国家自然科学基金(51275429)

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