高速列車振動行為、振動失效和振動評價研究

《高速列車振動行為、振動失效和振動評價研究》是依託西南交通大學，由張衛華擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速列車振動行為、振動失效和振動評價研究
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：張衛華
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

建立考慮結構振動的高速列車耦合大系統動力學模型，研究高速列車在高速運行時零部件的振動狀態和振動行為，零部件間振動的傳遞關係，零部件振動主導模態及運行工況之間的相關性；探明振動引起的零部件失效機理，據此建立高速列車系統失效鏈，研究失效鏈之間的關聯度及其對零部件振動狀態和列車動力學性能的影響，對隨機激勵下的多自由度、強非線性高速列車系統進行動態可靠性和可靠性靈敏度設計研究；結合零部件的動力學性能和結構可靠性，研究結構部件的失效特徵和振動烈度之間的關係，從而實現量化高速列車關鍵零部件振動烈度安全閾值，評定踏面磨耗、軸承等結構損傷和懸掛失效的控制值。最終得到高速列車零部件振動烈度評價指標，為高速列車的設計和運營提供參考和建議。

結題摘要

我國高速鐵路起步時間較晚，運營經驗不是很豐富，由於高速列車運行速度高、服役環境惡劣特性，保障高速列車安全運營顯得尤為重要。項目圍繞高速列車安全運營這一中心思想，針對高速列車安全服役性能演變過程的三個技術難點，即高速列車振動行為、振動失效和振動評價進行研究。 在振動行為方面，針對高速列車大系統，提出了基於滑移視窗的長大線路建模與仿真計算方法、基於循環變數的高速列車遞推建模和計分方法、應力模態等科學研究方法，完成了高速列車耦合大系統動力學這一專著，在國內引起重要關注。 關於高速列車關鍵零部件，建立了齒輪傳動系統和軸箱軸承系統的精細化模型，首次考慮了整車振動環境下齒輪傳動系統、軸承系統的振動特性，以及懸掛系統服役過程中性能退化等因素，掌握高速列車服役過程中整車及零部件的動態行為，研究成果將大大提高高速列車的結構可靠性和運營安全性。 在振動失效方面，提出高速列車系統動態可靠性研究方法，構建高速列車關鍵部件健康評估系統。以輪對和構架為研究對象進行了動態可靠性分析，建立懸掛系統、齒輪傳動系統的可靠性模型，分析高速列車齒輪傳動系統、軸箱振動演變規律，形成了考慮高速列車廣義安全性的理論研究體系，擴展和延伸高速列車動力學的研究領域和範圍。 在振動評估方面，構建出高速列車零部件振動評價模型，實現高速列車輪對失效振動評估、軸承失效定性和定量評估、轉向架失穩振動評估，保障關鍵部件及系統的可靠運營。最後，形成直觀的振動評價量化指標即振動閾值，為高速列車的前期設計提供依據，而且為高速列車的實際運營維護提供參考和建議。