基于动力学与疲劳特性的复杂磨耗动车组车轮镟修策略研究

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基本信息

  • 批准号：
    51605394
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    20.0万
  • 负责人：
    崔大宾
  • 依托单位：
    西南交通大学
  • 学科分类：
    E0503.机械动力学
  • 结题年份：
    2019
  • 批准年份：
    2016
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

In order to find the influence of wheel with complex wear forms on vehicle vibration and fatigue and solve this problem, two new models are developed based on high-speed wheel/rail interaction theory, railway vehicle/track coupling theory, fatigue cumulative damage rule, experiments and numerical method. The two models are, respectively, the nonlinear rigid-flexible coupling model of EMU vehicle in time domain, the model of multi-cases fatigue damage accumulation in time and frequency domain. Using them analyzes the characteristics of the heel/rail excitation and structure fatigue damage, reveals the mechanism of fatigue with high frequency vibration, and clears the key influencing parameters of wheel re-profiling. The investigation is carried out into hollow-wear and out-of-rand wheel affect vehicle vibration and fatigue, explore the relationship between proper value of wheel wear and fatigue life. Investigate the conflict problem between re-profiling shape and restore threshold in condition of complex wear. The present work also studies the weight of re-profiling process parameters on initial deviation. The perfect re-profiling management system will be achieved finally. The outcomes of this project are of theoretical and practical value for the in depth study on service performance of high-speed EMU and the proposal for economical and effective maintenance standard.
为研究动车组车轮凹磨、轮缘磨耗及车轮多边形等复杂磨耗问题对车辆振动及结构疲劳特性的影响，基于高速轮轨关系、车辆系统动力学理论、结构疲劳累积伤损机理，结合现场试验测试及数值计算方法，在频域及时域内建立车辆非线性刚柔耦合激振机理研究模型及多事件疲劳伤损累积模型，研究车轮磨耗特征值对系统动力学及结构疲劳特性的影响关系，揭示高频振动疲劳产生机制，明确车轮镟修控制参数。研究车轮凹形磨耗及多边形磨耗综合作用下车辆结构振动及疲劳累计伤损情况，探索车轮磨耗特征值与疲劳寿命之间的关系。探讨车轮镟修型面与恢复阈值在复杂磨耗车轮镟修过程中冲突关系，研究不落轮镟修工艺参数对车轮初始误差的贡献量，最终给出较为完善的车轮镟修管理方法。研究成果将对动车组长期服役性能研究和经济高效的车轮维修规范的提出具有重要的理论意义和工程应用价值。

结项摘要

我国动车组运营期间表现出复杂的轮轨磨耗，严重影响高速铁路发展的可持续性。为研究动车组车轮凹磨、轮缘磨耗及车轮多边形等复杂磨耗问题对车辆振动及结构疲劳特性的影响，本项目开展了如下研究工作：1）对我国现有动车组车轮实际磨耗情况（包括车轮型面磨耗与多边形磨耗）进行了跟踪测试，统计分析了车轮型面磨耗规律及多边形特征；2）研究了轮轨磨耗对高速列车动力学性能的影响，确定了影响车辆运行性能的主要车轮磨耗几何参数，并完成部分线路车轮踏面镟修阈值的制定；3）基于高速轮轨关系、车辆系统动力学理论、结构疲劳累积伤损机理，结合现场试验测试及数值计算方法，在频域及时域内建立车辆非线性刚柔耦合激振机理,研究模型及多事件疲劳伤损累积模型，探索车轮磨耗特征值与疲劳寿命之间的关系；4）研究复杂磨耗参数下的车轮镟修阈值，恢复阈值及镟修型面，并开发了冲突目标函数的数值优化方法，研究了最佳的车轮镟修参数协调关系。.项目执行期间，共发表论文10篇，其中SCI论文5篇，EI论文3篇，已授权实用新型专利1项，申请发明专利2项。参加国际会议3人次，其中口头报告3次。培养已毕业博士生1人，硕士生2人，在读博士和硕士研究生5人。

项目成果

期刊论文数量（10）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（3）
Effect of Underfloor Wheel Lathe Turning Characteristics on the Evolution of Wheel Polygonisation
底轮车床车削特性对砂轮多边形演化的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Proc IMechE Part F: J Rail and Rapid Transit
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Dabin Cui;Boyang An;Paul Allen;Ruichen Wang;Ping Wang;Zefeng Wen;Li Li
  • 通讯作者：
    Li Li
Assessing the fast non-Hertzian methods based on the simulation of wheel-rail rolling contact and wear distribution
基于轮轨滚动接触和磨损分布模拟的快速非赫兹方法评估
  • DOI：
    10.1177/0954409719848592
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers - Part F: Journal of Rail and Rapid Transit
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    An Boyang;Ma Daolin;Wang Ping;Zhou Jiayi;Chen Rong;Xu Jingmang;Cui Dabin
  • 通讯作者：
    Cui Dabin
水介质对动车组直线运行性能的影响
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2017
  • 期刊：
    机械工程学报
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    李国栋;崔大宾;申鹏;李立
  • 通讯作者：
    李立
Multi-Objective Optimization of Electric Multiple Unit Wheel Profile From Wheel Flang Wear Viewpoint
从轮缘磨损角度多目标优化电动动车组车轮轮廓
  • DOI：
    --
  • 发表时间：
    2019
  • 期刊：
    Structural and Multidisciplinary Optimization
  • 影响因子：
    3.9
  • 作者：
    Dabin Cui;Ruichen Wang;Paul Allen;Boyang An;Li Li;Zefeng Wen
  • 通讯作者：
    Zefeng Wen
Development and validation of a model for predicting wheel wear in high-speed trains
高速列车车轮磨损预测模型的开发和验证
  • DOI：
    10.1631/jzus.a1600693
  • 发表时间：
    2017-08
  • 期刊：
    JOURNAL OF ZHEJIANG UNIVERSITY-SCIENCE A
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Tao Gong-quan;Du Xing;Zhang He-ji;Wen Ze-feng;Jin Xue-song;Cui Da-bin
  • 通讯作者：
    Cui Da-bin

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其他文献

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    --
  • 发表时间：
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    --
  • 发表时间：
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  • 期刊：
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    金学松
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    2013
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  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    黄照伟;崔大宾;杜星;金学松
  • 通讯作者：
    金学松

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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