国内外钢轨快速打磨技术对比与创新应用

摘要:钢轨快速打磨采用被动式打磨技术,最先在德国投入工程化应用,其应用有较为成熟的经验。钢轨快速打磨技术引入国内十年以来,得到广泛运用和推广,适应国内高速铁路的快速打磨技术管理体系仍在不断完善。对国内外钢轨快速打磨技术的发展及应用进行对比和分析,以更好地促进快速打磨技术在国内的科学运用,完善快速打磨技术的创新和发展。

适用于400 km/h高速铁路的新型铜镁合金接触线的研究

摘要:高速列车通过受电弓在接触线上的高速滑行中从接触网获得供电,400 km/h高速列车对接触线提出了更高的张力要求。现有的接触线材料中,铜铬锆接触线(CTCZ)生产工艺复杂,批量生产还不是很成熟,而且在高速铁路的接触网中鲜有应用,而在高速铁路有大量应用的铜镁合金接触线(CTMH)强度达不到400 km/h高速的要求。通过上引连铸工艺优化、连续挤压前增加感应预热装置和工艺以及对连续挤压模腔优化等接触线生产工艺优化的方法,在现有CTMH的成分范围内,试制了2个锚段的新型铜镁合金接触线CTMH(+),通过国家铁路产品质量检验检测中心(CRCC)的检测,性能满足TB/T 2809—2017《电气化铁路用铜及铜合金接触线》对CTMH接触线要求。也达到了抗拉强度高于570 MPa、导电率高于70%IACS的预定目标,为在400 km/h高铁接触网中的应用打下基础。

珠光体型高铁车轮钢的研究进展

摘要:珠光体钢具有高强度和优异的耐磨性,广泛应用于铁路车轮。首先总结了目前我国高速动车组车轮的应用现状、轮辋强韧性水平及主要损伤形式;其次,结合350 km/h自主化高铁车轮钢的研发思路从珠光体组织及夹杂物改性控制方面重点介绍了轮辋材料强韧化机理及超高周疲劳性能的研究进展;最后,从冶金与材料学角度提出了未来更高时速高铁车轮用钢的发展思路。

轨道车辆地板结构耐火性能仿真研究

摘要:为了研究轨道车辆地板结构的耐火性能,文章以动车组地板隔断为例进行了耐火试验,并基于有限元方法建立仿真模型,模拟计算耐火试验条件下地板结构的温度变化。对比仿真与试验结果可知,两者具有较好的一致性。进一步分析地板的结构和材料对耐火性能的影响,结果表明地板内部金属结构的高导热系数和温度不均匀性,是导致其耐火性能降低的重要因素。

镁合金材料在轨道交通行业中的应用

摘要:镁合金密度低、比强度高,是轨道交通领域最具应用潜力的轻量化合金材料。文章从镁合金材料在轨道交通领域的应用现状入手,结合镁合金材料的特点及常用镁合金材料的力学性能,分析了镁合金在轨道交通行业中应用的前景和挑战,最后针对镁合金车体的研制提出了选材建议。

新能源混合动力机车发展现状及关键技术综述

摘要:新能源混合动力机车采用两个及以上新能源系统提供车辆运行所需能量,通过不同能源的优化互补提升机车的能效,降低碳排放,可满足机车“最后一公里”及跨线运行需求。文章详细介绍了国内外混合动力机车的研制和应用情况,阐述了新能源混合动力机车的基本技术特征,重点对其新能源动力装置、主电路结构、能量管理、安全设计、仿真分析等关键技术进行了分析和研究,最后对新能源混合动力机车技术的发展方向进行了展望。

基于深度学习的列车车轴缺陷超声检测

摘要:针对列车车轴超声检测中缺陷(特别是微小缺陷)检出率和检测效率低的问题,提出了一种基于深度学习的列车车轴缺陷超声检测方法,在YOLO v5s网络的基础上,改进特征提取层结构并加入SE注意力机制,采用实际车轴检测数据、CIVA仿真数据和GAN生成式数据构建了数据集,并进行了验证试验。试验结果表明,通过增加仿真数据和GAN生成式数据样本,所提方法在提高实际车轴超声检测缺陷检出率的同时,可有效检出微小车轴缺陷,其检出率可达99. 25%,具有较高的应用价值和前景。

重型磁悬浮转子跌落保护轴承失效机理

摘要:国家重点研发计划《高速精密悬浮轴承》对保护轴承跌落承载能力的要求是:转子质量不小于3000kg,跌落转速不小于3000r/min,抗跌落次数不小于10。基于此开展了对保护轴承设计研发及跌落失效机理的研究。提出了两种适用于跌落工况的陶瓷球混合保护轴承方案:满装球无保持架方案和非满装球带保持架方案。搭建了包含动力学、热学在内的转子跌落仿真模型,对不同方案跌落过程的受力和发热过程进行了仿真。将保护轴承安装到试验台架中进行测试,验证了仿真模型的有效性。在测试中发现无保持架保护轴承发生严重失效。对失效轴承的损伤情况进行观察和检测,发现由于滚动体间摩擦因数大,滚动体发生卡死现象,使滚动体与滚道、内圈与转子间发生持续干摩擦,造成内圈严重烧伤与磨损。

轨道交通装备用混合动力包构型与能量管理策略

摘要:搭载传统燃油动力包的内燃动车组是运行在非电气化轨道交通中的主力机型,存在效率低、油耗高的缺点。针对这一问题,设计了一种轨道交通装备用混合动力包的构型方案,建立了混合动力动车组的数学模型,分析了不同模式下该构型方案的运行状态,结合整车线路运行条件,提出了一种基于动态规划算法的能量管理策略。仿真结果表明,在该能量管理策略控制下,装备混合动力包的动车组相较于纯燃油动车组燃油经济性提升了32.11%。

时速350km高速列车用铜基闸片材料的摩擦性能

摘要:闸片是高速列车制动系统的核心部件,本文设计了350 km·h–1 高速列车用铜基闸片材料,对闸片进行了1∶1 台架实验考核,重点分析了摩擦膜的性质及闸片的摩擦磨损性能. 结果表明,研制闸片不仅具有优异的摩擦系数稳定性和低的磨耗,还具有不伤盘的特点. 瞬时摩擦系数和平均摩擦系数均满足TJCL/307—2019 标准的要求,摩擦系数稳定性为0.0015,250~380 km·h–1 制动速率范围内的摩擦系数热衰退仅0.027,在380 km·h–1 下的平均摩擦系数仍维持在0.35,平均磨耗仅0.06 cm3·MJ–1. 闸片优异的摩擦制动性能归因于形成了高强韧、低转移速率的摩擦膜. 利用大粒径摩擦组元作为外部运动障碍钉扎摩擦膜. 摩擦膜中的亚微米磨屑作为摩擦膜与对偶盘的啮合点,提供摩擦阻力,以保持高速制动时的摩擦系数. 添加的易氧化组元为摩擦膜源源不断提供氧化物,研磨生成的纳米氧化物作为弥散相强化摩擦膜. 通过多尺度颗粒的协同增强,实现了摩擦膜的动态稳定化,赋予了闸片优异的摩擦磨损性能.