刘永乾
- 作品数：6 被引量：31H指数：4
- 供职机构：北京交通大学机械与电子控制工程学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程更多>>
- 高速列车载荷频率传递特性研究被引量：9
- 2013年
- 随着列车运行速度不断提高,轮轨激振力引起的列车结构振动问题越来越明显。利用SIMPACK多体动力学软件和ANSYS有限元软件,分别建立了车辆多刚体系统动力学模型和转向架弹性体模型。在两种模型上分别施加京津线激扰,得到了车辆多刚体系统高速直线工况轮轨激振力;将该激振力施加于ANSYS弹性体模型并对其进行瞬态动力学分析,得到了弹性转向架一系和二系悬挂载荷、构架应力时间历程、频谱特性及系统频率传递规律。研究结果表明:轮轨力载荷经一系和二系悬挂系统传递至车体时,频率成分发生了明显的衰减,但高速运行时构架将产生一定程度的弹性振动;线路实测转向架载荷信号时域和频域分析结果,初步验证了所研究结果的正确性。
- 刘永乾任尊松
- 关键词：高速列车高频振动瞬态动力学分析
- 小半径曲线上P75钢轨打磨廓形设计及应用研究
- 2024年
- 以国内某重载铁路R400 m曲线P75钢轨为研究对象,建立了轮轨接触模型和轮径差曲线描述模型,选取代表性车轮踏面和钢轨廓形,采用轮径差曲线逆向求解法优化了轮轨接触区域钢轨廓形,并依据打磨量最小化原则设计得到了曲线钢轨打磨廓形。建立了实测参数下的车辆-轨道多体动力学仿真模型,对比分析了实测廓形和设计廓形匹配下的动力学指标。按钢轨廓形设计要求,在该R400 m曲线上实施了钢轨打磨试验和轮轨动力学测试。研究结果表明,优化后轮径差曲线趋于平滑,车辆曲线通过能力得到提高,抗脱轨能力得到保持;轮轨关系得到显著改善、轮轨接触点交叉跳跃和集中问题得到缓解;轮轨横向力减小20%以上,脱轨系数减小16%以上,钢轨法向接触应力减小32%以上,轮轨蠕滑力减小26%以上;实施打磨后,轮轨横向力减小34%以上,脱轨系数减小35%以上,钢轨振动加速度减小35%以上;打磨后3个月轨面疲劳伤损未见明显发展,钢轨使用寿命由前一换轨周期的8个月延长至13.5个月。仿真分析和打磨试验验证了钢轨廓形设计方法在重载铁路小半径曲线的应用效果。
- 刘永乾任尊松任尊松吴潇王军平
- 关键词：钢轨打磨轮轨力钢轨磨耗
- 钢轨打磨对小半径曲线钢轨滚动接触疲劳的影响研究被引量：1
- 2023年
- 为研究钢轨打磨对小半径曲线钢轨滚动接触疲劳的影响,基于国内某重载铁路小半径曲线和运行车辆建立实参数轨道-车辆多体动力学仿真模型,对钢轨打磨前后轮轨接触几何关系、轮轨接触应力和轮轨蠕滑力进行分析,现场测试打磨前后车辆通过该曲线的轮轨力,结合Burstow钢轨损伤函数模型对该曲线轨面裂纹萌生寿命进行分析。结果表明:钢轨打磨后,轮轨接触点集中问题得到缓解,轮轨接触应力、轮轨蠕滑力减小和轨面裂纹法向分力减小,实测轮轨力减小,相同载荷下对应的载荷循环数增大。各项指标较打磨前更有利于抑制钢轨滚动接触疲劳的萌生及扩展,轨面裂纹萌生寿命明显延长。打磨后3.5个月轨面裂纹未见明显发展,仿真计算结果与实际情况吻合良好。
- 刘永乾任尊松任尊松王军平
- 关键词：钢轨打磨滚动接触疲劳轮轨关系
- 有砟客运专线钢轨周期性不平顺整治技术研究被引量：9
- 2020年
- 某有砟客运专线开通一段时间后出现周期性钢轨低塌不平顺、线路高低和轨枕空吊等现象,导致轨道质量指数(TQI)增大,人工维修成本大幅上升。轨面低塌位置分布在距焊缝大里程方向2.2~2.8 m,光带加宽6~10 mm,低塌和正常位置钢轨廓形存在明显差异。建立实参数车辆-轨道耦合系统动力学模型,结合TQI变化和线路调查数据,分析线路高低产生的形成机理。综合考虑问题特征、形成机理及不同类型打磨作业特点,创新性采用小机打磨、快速打磨和传统打磨多种作业相结合的打磨整治方案。打磨后周期性钢轨低塌不平顺和廓形差异基本消除,光带宽度均匀、位置居中,钢轨打磨质量指数(GQI)显著提升,轮轨垂向力和车体垂向振动加速度大幅降低、周期性消除;同时TQI保持稳定,人工维修成本大幅降低。该客运专线钢轨周期性不平顺问题得到的综合整治经验,为有砟客运专线同类问题的准确定位和有效解决提供参考思路。
- 刘永乾刘永乾侯银庆张紫龙王军平
- 关键词：客运专线钢轨打磨TQI
- 高速列车载荷频率及载荷谱特性研究
- 当前我国高速铁路发展势头迅猛，列车速度的不断提高使转向架载荷特性问题受到越来越多的关注。作用于转向架上的载荷对其振动特性和结构强度有着决定性的影响，高频振动不但会影响列车运行安全性和乘坐舒适性，还会加速车辆系统部件的疲劳...
- 刘永乾
- 关键词：高速列车瞬态动力学分析
- 文献传递
- 北京地铁个性化钢轨廓形打磨技术应用效果分析被引量：8
- 2020年
- 针对北京地铁某半径350 m曲线段钢轨严重波磨和疲劳伤损的问题,采用个性化钢轨廓形打磨方法对其实施了打磨。打磨后利用实测车轮踏面、实测钢轨廓形、车辆及线路实际参数建立了车辆多刚体系统动力学模型,对打磨前后轮径差、轮轨接触几何关系、接触应力和磨耗指数等关键动力学参数进行了分析;在打磨后6个月时,对该曲线段的钢轨光带、波磨和疲劳伤损等进行了跟踪观测。仿真结果和观测结果表明:实施个性化钢轨廓形打磨后,各项车辆动力学指标明显改善,波磨超限率减少了80%以上、峰峰值最大降低90%,钢轨波磨和疲劳伤损发展得到明显抑制,光带宽度和位置保持良好,仿真结果与现场实测数据吻合良好。说明个性化廓形打磨可有效整治地铁小半径曲线钢轨波磨和疲劳伤损问题,延长钢轨使用寿命。
- 刘永乾刘永乾徐宁徐宁
- 关键词：地铁车辆动力学钢轨波磨
