基于轮轨黏滑特性的地铁线路波磨趋势分析

针对地铁线路上普遍存在的波磨问题,依据实际运营情况,建立了车辆-轨道刚柔耦合数值模型,借助实测数据验证了模型的有效性.分析了直线和曲线轨道上的轮轨黏滑特性,并利用黏着系数总体离散率衡量了钢轨波磨的发生趋势,同时分析了黏滑振动的相位同步条件.结果表明：当不考虑轨面不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小;当存在短波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生纵向黏滑振动的趋势,且振动强度相对较大;当存在长波不平顺时,直线轨道轮轨界面具有发生横向黏滑振动的趋势,但振动强度相对较小.对于直线无不平顺或存在长波不平顺情况,出现波磨或波磨进一步发展的原因与轮轨横向黏着系数达到饱和有关;而对于直线短波不平顺情况,波磨进一步发展的原因则与轮轨纵向黏着系数达到饱和有关.曲线轨道上内外侧轮轨均具有发生黏滑振动的趋势,且短波不平顺的存在会加剧黏滑振动强度.内侧轮轨界面纵横向黏着系数总体离散率大于外侧对应值,表明内轨更容易发生强度较大的黏滑振动,从而促使内轨波磨形成和发展.轨面固定缺陷会导致相同位置处产生同相位的钢轨磨耗,赋予同相位的周期黏滑振动,并沿着钢轨纵向发展,最终形成钢轨波磨.     

基于瞬态接触特性的科隆蛋扣件轨道波磨形成机理

为从轮轨瞬态接触黏滑振动角度探究地铁线路上钢轨波磨的形成机理,该文首先根据现场波磨情况建立了三维轮轨滚动接触有限元模型并论证其有效性;然后,分析了车轮运行过程中的接触黏滑状态,并讨论了轮轨接触黏滑特性与波磨生成的关系;最后,研究了轮轨系统固有特性和钢轨纵向磨耗特征。结果表明：凹坑缺陷改变了轮轨滚动接触黏滑分布,导致轮轨界面发生滑移并诱发轮轨系统失稳,且滑移会进一步引起钢轨磨耗,以致最终可能形成波磨。综合轮轨接触黏滑特性和复模态分析的结果,可将钢轨波磨的形成机理归为轨面缺陷激励引发的轮轨系统的固有不稳定振动,且该不稳定振动表现为钢轨相对于轨道板的垂向弯曲振动。当车轮经过凹坑缺陷时,会产生瞬态纵向波动磨耗,且磨耗的特征波长为40～50 mm,这与实测线路上的波磨波长情况相符,从而进一步验证了钢轨波磨的形成机理。     

振动磨筒体内部的能量传递规律

在对大量摄像实验反复观测和研究后发现:磨筒内的磨介存在抛射、整体回转和本身自转3种运动状态;磨介与筒壁的抛离与接触是沿着振动方向发生的,此过程是周期性的,其周期与振动周期相同. 在此基础上,建立了粉磨介质冲量传递模型,探讨了振动磨筒体内部的冲量传递、能量传输和能量耗散的分布规律,揭示了振动磨的粉碎机理. 以此为理论依据,提出了减小磨筒内的惰性区、提高粉磨效率的途径.     

振动磨简体内部的能量传递规律

在对大量摄像实验反复观测和研究后发现:磨筒内的磨介存在抛射、整体回转和本身自转3种运动状态;磨介与筒壁的抛离与接触是沿着振动方向发生的,此过程是周期性的,其周期与振动周期相同．在此基础上,建立了粉磨介质冲量传递模型,探讨了振动磨简体内部的冲量传递、能量传输和能量耗散的分布规律,揭示了振动磨的粉碎机理．以此为理论依据,提出了减小磨筒内的惰性区、提高粉磨效率的途径．     

船舶电力系统的振动及其控制仿真研究

文章对船舶的电力系统在运行中的振动进行实验研究,并对实验结果进行分析,并指出：对于其在同一工况下设备质量比对电气设备的振动有直接的影响;质量比越大则设备的振动越强烈;场地类型对振动位移有影响,在实际运用中尽力避免IV场地的布置;不同阻尼比下的频谱曲线能够反映真实的冲击振动,阻尼比小的其频谱峰值较大,在设计过程中要增加设备的阻尼比;设备质量比不同将会形成不同的电力系统和配电柜的频谱,在实际运行过程中要尽力避免二者频谱的重叠.最后,对振动使得电气系统短路进行仿真分析,指出要提高船舶电力系统的抗振能力,减轻振动对电力系统的振动,保护船舶电力设备,需要在设计和使用中避免上述情况的发生.     

地铁直线轨道波磨成因及发展特性

为分析地铁直线段钢轨波磨的成因及发展特性,基于轨道结构有限元模型和车辆-轨道耦合动力学模型,运用模态分析和动力分析对钢轨波磨的产生和发展进行研究。结果表明：（1）实测波磨的线路条件和通过频率范围与Pinned-Pinned共振导致的响轨波磨接近,初步认为该区段发生的波磨可能为响轨波磨;（2）轨道结构模态分析发现,513.7Hz处的振动模态为轨道结构的横向Pinned-Pinned共振模态,1050.0Hz处的振动模态为轨道结构的垂向Pinned-Pinned共振模态;车辆-轨道耦合模型动力分析发现,钢轨垂向振动加速度级在中心频率500Hz和1000Hz处幅值较高,分别为69.7dB和70.1dB,且上述中心频率所对应的三分之一倍频程带宽为轨道结构发生Pinned-Pinned共振的频率范围,因此分析认为该线路上的钢轨波磨为轨道结构Pinned-Pinned共振所致的响轨波磨;（3）不同轨枕间距和运营速度下的钢轨垂向振动加速度级变化趋势基本一致,且中心频率500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级幅值较高。随着轨枕间距和运营速度的变化,500Hz和1000Hz处的钢轨垂向振动加速度级变化趋势相同;通过改变轨枕间距和运营速度,可以使得钢轨垂向振动加速度级发生明显变化,说明适当的轨枕间距（700mm左右）和运营速度（80km/h左右）能够有效的控制响轨波磨的产生和发展。     

振动磨机粉磨动力学研究进展

综述了国内外振动磨机理论研究进展状况,分析比较了振动磨机两自由度线性振动模型、非线性碰撞振动模型以及离散磨介群动力学模型。在此基础上,指出了振动磨机在粉磨动力学研究方面存在的问题,进而对振动磨机粉磨理论研究的方向进行了探讨,对振动磨机的分析和设计开发具有一定的指导意义。     

完全剖分式机械密封+主动排渣器方案在盐环定扬黄工程水泵轴封装置中的应用

结合盐环定扬黄工程,首先指出改造前泵站轴封装置在运行中存在的问题,然后对水泵轴封装置的原理及分类进行了介绍。结合工程水源的特殊性,对泵站改造过程中水泵轴封装置提出了采用完全剖分式机械密封+主动排渣器的技术方案,并对该技术方案的关键技术原理进行了详细阐述。最后,对工程投运后的实际运行数据进行分析,说明了技术方案的合理性和先进性。该技术方案为其它类似工程水泵的轴封装置方案选择积累了宝贵的经验。     

凝汽器钛管断裂性质分析

某电厂凝汽器钛管发生断裂,使用光学显微镜、扫描电子显微镜电镜等手段对断口形貌和微观组织进行观察。经对断裂钛管的检验分析,钛管断口微观上可见明显的疲劳辉纹,表明钛管的断裂性质为疲劳断裂。在断口处的外表面存在较为严重的碰磨痕迹,而钛管本身壁厚较薄,在碰磨处易产生应力集中,导致裂纹萌生。凝汽器运行过程中,在变工况蒸汽冲击振动作用下,裂纹发生疲劳扩展,最终导致断裂失效。     

三维超声振动辅助铣磨氧化锆陶瓷的试验研究

分析了三维超声振动辅助铣磨（Ultrasonic Vibration Assisted Grinding, UAG）中单颗磨粒的运动学,采用自主搭建的三维超声振动辅助铣磨加工系统,对氧化锆陶瓷进行超声振动辅助铣磨加工试验.在不同超声辅助条件下,对比铣磨氧化锆陶瓷的法向铣磨力、表面粗糙度和工件表面形貌,研究不同加工参数对三维UAG加工过程的影响规律以及三维超声对铣磨过程的影响.研究结果表明,铣磨氧化锆陶瓷时,法向铣磨力随超声辅助加工维度的增加而减小,三维UAG加工可有效降低其铣磨负荷,且加工参数对法向铣磨力降低幅度的影响最小;法向铣磨力降低幅度随进给速度与切削深度的增大而减小,随主轴转速的增大而增大.氧化锆陶瓷工件的表面粗糙度随超声辅助加工维度的增加而降低,表面形貌逐渐呈现更多的塑性划痕,加工参数对三维UAG加工表面粗糙度的影响最小.由此可见,三维UAG加工中,单颗磨粒切削轨迹长度的增大有利于其切削厚度减小,从而降低铣磨力并改善加工表面质量.     

振动磨机磨介级配的正交试验研究

通过对振动磨机碎矿特点的分析,采用正交分析的方法对磨机破碎效果的试验研究,认为:在影响振动磨机破碎效率诸多因素中,磨介的级配、振幅及频率是主要因素.其中磨介的级配又是重要因素.合理地选择磨介及级配,将有助于提高磨机的碎矿效率.在试验条件下,其磨介级配为1∶2∶4.图2,表1,参6.     

浅析轴封系统对机组的影响

本文以宏伟热电厂100MW汽轮机组为例,针对机组运行中出现的问题,分析轴封系统对机组安全经济性的影响,并使得电厂员工在机组运行过程中对其引起重视。     

振动磨机实验测试及工艺参数对比分析

通过实验测试对振动磨机与球磨机的研磨效率、能量消耗、介质磨损进行了分析比较，证明了振动磨机在细磨，尤其超细磨时优势凸显；同时对振动磨机的主要工艺参数进行了对比分析，提出了在振动磨机设计时合理确定这些参数的建议。     

振动磨机碎磨动力学模型比较研究

通过对冲击和研磨力学模型、振动磨机两自由度线性振动模型、非线性碰撞振动模型、离散磨介群动力学模型的比较分析,离散磨介群动力学模型可以更准确地定量分析整个磨筒流场内磨介各物理量的变化规律以及磨介群内部"粒子"之间耦合关系.在此基础上,根据离散磨介群动力学模型所描述的磨介群运动学特征,借助于电子计算机模拟了不同参数条件下离散磨介群的运动轨迹,结果说明对应于振动磨机不同工作参数的组合,磨介群有着不同的工作状态和作用方式,能量分布亦有不同.这也为振动磨机的进一步研究和开发提供了理论依据.图3,参7.     

CPR1000全厂断电事故模拟及主泵轴封破口敏感性分析

全厂断电事故是导致核电厂发生严重后果的重要事件之一.采用模块化事故分析程序对CPR1000全厂断电事故进行建模与分析,计算一回路压力、压力容器水位、堆芯温度等参数,详细分析了事故进程.分析结果显示:全厂断电事故会导致反应堆压力容器在高压下失效,这将会有安全壳直接加热的风险;同时,事故过程中会产生大量氢气,这部分氢气会逐步迁移到安全壳或者辅助厂房中,从而带来氢气爆炸的风险.针对全厂断电时主泵容易出现轴封破口这一问题,选取了早、中、晚3个时期的事故序列,对轴封破口发生时间做敏感性分析.结果表明,早期破口会加速严重事故的进程,而较晚时间发生破口,尤其是事故中期发生破口能较好地延缓压力容器损毁进程.相关数据可为有关人员防范和缓解严重事故提供参考.     

探讨火电厂脱硫系统浆液泵轴封结构的优化型式

火电厂脱硫浆液泵在运行过程中因诸多因素会导致轴封泄漏,而设备本身采用何种轴封结构型式却是一个不可忽视的关键因素。笔者多年从事发电厂设备检修、维护方面的技术及管理工作,多次经历对此类设备故障进行的现场维修治理。通过多次实践和对不同轴封结构型式优缺点的分析比较,从中摸索出实际经验：采用平衡型双端面注水机械密封的结构型式实际可行,效果较好。     

采用时域与时频域联合特征空间的转子系统碰磨故障诊断

针对转子系统早期碰磨故障,提出了一种基于时域和时频域联合特征提取和分析的方法,并采用该方法对简单转子模型进行了故障诊断。基于BP神经网络和影响函数法,建立了滑动轴承单盘转子碰磨故障动力学模型,并对转子系统碰磨故障进行了数值模拟;分别采用统计学和小波包分解方法,对振动信号的时域和时频域特征进行了提取,综合两者建立了碰磨故障的特征空间,并采用支持向量机(SVM)模型对比分析了基于时域、时频域和综合两者特征空间的故障诊断效果,在此基础上,通过引入可分度函数,将正常振动信号与故障信号同时考虑,对各特征的可分度进行了分析和排序;根据特征分析结果,将特征空间分为高可分度区域和低可分度区域,分别针对单特征和组合特征对碰磨故障进行识别。研究结果表明:单特征的碰磨故障识别率与其可分度函数值呈正相关;组合特征识别效果要优于单特征,且高可分度区域内的组合特征识别效果要明显优于低可分度区域,针对本文所建碰磨故障样本空间,高可分度区域内随机三特征组合平均故障识别率达到90%以上。文中提出的故障特征提取和分析方法可为复杂故障的识别提供参考。     

剪切型减振器扣件工作性能及改进

剪切型减振器扣件减振性能良好,广泛应用于城市轨道交通线路,但在减振器扣件区段发生较为严重的钢轨异常波磨。在300 Hz频段减振器轨道振动加速度存在较大峰值带,发生轮轨强烈共振;在200~350 Hz频段,减振器扣件轨道系统的阻尼比很小,动刚度在300 Hz存在波谷。同时,振动加速度频域分布、行车速度和波磨特征波长具有高度相关性,所以,在300 Hz频段的轮轨共振是产生异常波磨的主要原因。针对此问题,提出通过安装调频钢轨阻尼器(TRD)的方案改善轨道动力特性,并进行安装前后的实验室动力特性测试。研究结果表明:安装TRD能够改善Ⅲ型减振器轨道的动力特性,调节频率,提高阻尼,降低工作频率,改善轨道的减振性能。本方案可以作为地铁线上整治异常波磨的有效方法。     

激励频率影响下的碰摩Jeffcott转子的非线性动力学行为分析

机械设计中为提高旋转机械的输出功率,采用的重要措施之一就是缩小旋转机械转子与静子之间的间隙,从而导致转静子间的碰撞与摩擦的可能性增大。所以大型旋转机械中动静件间碰摩是机组运行中常见的故障,主要发生在机组动静叶片密封、转子轴封以及滑动轴承等处。如果碰摩现象经常发生,使转子或叶片长期受到冲击作用,就有可能导致叶片的断裂,甚至引发其他严重故障,造成重大经济损失甚至人员伤亡。因此,通过试验探究转子系统碰摩发生的振动特征,特别是早期碰摩特征,并设法检测这些特征,对于转子系统避免碰摩故障及急发性故障的发生以及机组的良好运行无疑具有现实的意义。     

声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法

为预防因液压导管相互之间,或与机体结构、设备机箱间靠磨引起的液压导管损伤或破裂,导致飞机液压系统故障或失效等问题,提出基于声发射技术的飞机液压导管靠磨损伤检测方法。通过检测导管靠磨损伤的声发射信号,在时域内进行特征参数分析,特征提取和损伤模式识别,从而判断导管是否存在靠磨损伤。在明确了导管靠磨的定义,介绍了导管靠磨的物理过程和机械损伤机理基础上,采用关联图分析对声发射信号特征参数进行分析和处理,并在飞机上进行了振动载荷作用下液压导管靠磨损伤检测实验,结果证明检测方法可行。