高速磁悬浮列车技术综述

摘要:从高速磁悬浮交通技术发展历程出发,综述了常导电磁悬浮(EMS)、超导电动磁悬浮(EDS)、高温超导(HTS)磁悬浮(钉扎磁悬浮)和“超级高铁”(Hyperloop)永磁电动悬浮等4种高速磁悬浮列车的基本原理和技术特点;从安全性能、运营速度、运营维护、应用前景等四方面综合比较了4种高速磁悬浮列车技术方案的优缺点.研究结果表明:应以政府为主导,统筹谋划中国高速磁悬浮交通的未来发展建议,在常导电磁悬浮列车技术研发经验基础上,将超导电动磁悬浮、高温超导磁悬浮和真空管道高速磁悬浮关键技术研究列入国家科技研发计划,建设中试线试验基地进行布局研发,并有序规划试验线,从而构建中国在磁悬浮交通领域的综合研究体系、试验体系、标准体系和产品体系;在中国特色社会主义制度优势下,应充分把握高速磁悬浮交通发展的战略机遇,遵循科学与技术发展规律和大型系统工程创新研发流程,立足于已有研究基础,持续推进技术进步;4种高速磁悬浮列车由于技术成熟度不同,研究进程安排应循序渐进,分类实施,确保中国在高速及超高速交通运输领域的持续领先地位,为“交通强国”战略的实施作出积极贡献.

复合材料在高速列车上的应用:大型、复杂、通用

摘要:复合材料学是一门涉及到物理、化学、物理化学、传热学、金属学、力学等多学科的典型的边缘学科。复合材料是由基体材料(聚合物材料、金属、陶瓷)和增强体(纤维、晶须、颗粒)复合而成的具有优异综合性能的新型材料,是本世纪发展最迅速的新材料之一。而高性能复合材料在高速列车上的应用也变得日益广泛。

电力机车车体总成自动化焊接应用研究

摘要:电力机车车体是整个电力机车的承载主体,稳定的焊接质量对于保证行车安全至关重要。选取典型HXD1型电力机车车体总成为对象,从电力机车车体总成结构特点、自动化焊接工位布局、自动焊设备选型、自动焊焊接参数调试、样件验证及实物应用等方面进行了介绍。通过批量生产验证将自动焊台位与上下工序连通,满足了电力机车车体总成的自动上下料、自动化焊接要求,最终电力机车车体总成在行业内首次实现自动化焊接工程化应用。

轨道车辆端部吸能元件研究综述

摘要: 针对在轨道车辆被动安全防护中起着极为重要作用的端部吸能元件进行综述。列举吸能元件的主要评价指标及方法,介绍现有吸能元件的常用材料及其动态力学特性; 全面阐述常用吸能元件的结构及其吸能原理,并对典型吸能元件结构进行对比分析,阐明其吸能特性和主要影响因素; 针对当前吸能元件研究存在的局限性,并结合未来发展趋势,提出有待国内外学者进一步开展研究的方向,主要包括长行程、大容量的吸能元件设计与高效空间利用、轻量化与高性能材料的应用、吸能过程的可控性以及普适性与模块化设计等。

大跨度铁路悬索桥时变变形对高速列车行车平稳性影响

摘要:大跨度柔性体系悬索桥在温度荷载、列车荷载等时变荷载作用下将产生明显的竖向变形。为研究大跨度铁路悬索桥时变变形对高速列车行车平稳性的影响,以某主跨1 092 m 的大跨度铁路悬索桥为研究对象,基于车-线-桥耦合振动分析理论,从时域和频域2 个角度开展大跨度铁路悬索桥时变变形影响下桥上轨道静、动态几何形位及其对行车平稳性影响研究。结果表明:桥梁时变变形对轨道静态与动态几何形位的影响差异主要体现在高低不平顺幅值及最大幅值发生位置,且频域影响范围主要体现在波长110 m 以上;120 和200 m 2 种截止波长下桥上轨道高低不平顺对车体竖向加速度影响差异仅为3%;大跨度铁路悬索桥桥上轨道动态高低不平顺管理截止波长为120 m,建议基于列车行车平稳性,分别制定轨道高低不平顺运维标准及120 m 波长以上桥梁变形的刚度控制标准,控制大跨度铁路悬索桥时变变形下的轨道几何形位。

我国铁路轴承用钢应用质量现状

摘要:轴承是铁路机车车辆走行系统的关键部件,轴承钢作为轴承的关键基础材料,需要安全、可靠、稳定的性能。结合实际案例介绍了近年来铁路轴承因轴承钢质量问题引发的故障,如轴承剥离、裂损和裂纹等,通过失效分析查明了轴承损伤原因为非金属夹杂物、碳化物超标和碳化物偏析等。介绍了近年来铁路轴承用钢在自主创新攻关及应用方面的情况。

关于高速列车超级制动研究的思考

摘要:跑得更快已成为大家关注高速列车的热点,而如何尽快刹得住车则关注较少。由于我国环境地质条件复杂、极端天气与自然灾害频发、高速铁路线路构造险要等特点,提出高速列车超级制动的研究,旨在面对突发情况时,更大幅度缩短现有紧急制动距离,防止列车追尾或撞击线路入侵物,避免重大交通事故的发生。在介绍超级制动概念及其研究必要性、紧迫性的基础上,深入分析了制动与摩擦的内在关系,揭示了从紧急制动到超级制动面临的困难与挑战,提出了基于摩擦调控的超级制动研究的若干建议。超级制动是一项重大变革性技术,对守住高速列车运行的最后一道安全防线具有重要意义,是未来我国高速列车发展的重要方向之一。

轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究进展

摘要:近年来,随着我国高速铁路的快速发展,列车运行速度也在不断提升,也对轨道车辆的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。复杂多变的实际服役工况环境对轨道车辆零部件材料的强度、刚度尤其是疲劳寿命具有显著影响。因此,开展接近轨道车辆零部件真实服役环境( 如复合载荷、高/低温) 下的材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究具有重要的工程价值和实践意义。首先,本文对传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法进行了回顾与总结,尤其对基于临界平面法的多轴疲劳寿命预测模型进行了详细介绍。其次,就有限元模拟技术在传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的应用进行了介绍;并阐述了其在新兴轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的具体应用。最后,讨论了目前研究所面临的主要问题与挑战,这对轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究的进一步发展具有重要意义。

轨道工程车燃料电池供电技术应用方案研究

摘要:近年来,氢能已成为推进我国能源转型升级、率先实现“双碳”目标的重要举措之一。文章针对具体线路条件和运营需求,开展了氢燃料电池在轨道工程车上的应用方案研究,提出了燃料电池系统、储氢系统、储能系统的设计方案及安全保障措施。该研究可为轨道工程车提供一种基于清洁能源的完全零排放供电系统方案,具有较大的市场前景和减排效益。

增材制造在轨道交通领域的应用与挑战

摘要:先进轨道交通装备作为高端制造的典型代表,其技术发展与产业革新具有重要战略意义和经济社会价值。增材制造技术的出现为先进材料、结构和装备的研发及应用带来了前所未有的机遇。文章首先介绍了增材制造的技术内涵与优势,然后结合轨道交通装备制造的内在要求和发展趋势,深入讨论了增材制造技术在轨道交通领域的应用现状、发展潜力及技术挑战,给出了增材制造技术与轨道交通装备制造的双向需求及结合点,指明了相关技术领域的协同创新及跨行业、跨领域合作是实现增材制造轨道交通装备的应有之义,从而为有序促进增材制造技术在轨道交通领域的应用,实现我国轨道交通高端装备智能制造产业的突破式发展提供参考。