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期刊信息/Journal information
中国铁道科学
中国铁道科学研究院
中国铁道科学

中国铁道科学研究院

阳建鸣

双月刊

1001-4632

zgtdkx@rails.cn

010-51849013；51849003

100081

北京海淀区大柳树路2号

中国铁道科学/Journal China Railway ScienceCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>> 《中国铁道科学》是由我国著名科学家茅以升先生于1979年亲自创刊、中华人民共和国铁道部主管、中国铁道科学研究院主办的综合性学术刊物，面向国内外公开发行。 办刊宗旨：服务中国铁路和城市轨道交通现代化建设，促进高水平学术研究与交流，展示先进的基础理论研究和科技创新成果，培养高层次科技创新人才。 特 色：科学、严谨、务实、求是 刊载内容：铁路及城市轨道交通运输领域关于土木工程、机车车辆、通信信号、信息技术、运输组织、材料与工 艺、环境保护、安全技术等学科的最新科学基础理论研究、科学试验、重点工程技术、产品研发等方面的优秀学术论文。 主要栏目：科学论文、博士学位论文摘要、成果简报、科技信息
正式出版
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    51CrV4轴箱弹簧钢的热处理工艺-组织-性能研究

    徐超王玉婷曹欣旺赵国亮...
    101-110页
    查看更多>>摘要：利用光学显微镜(OM)、场发射扫描电镜(FESEM)、万能拉力及旋转弯曲疲劳试验机,分析51CrV4弹簧钢在840～900 ℃淬火及380～520 ℃回火工艺下的组织性能演变规律,并对弹簧钢最佳性能的选择进行探讨,以确定51CrV4轴箱弹簧钢的适宜热处理工艺.结果表明:随着淬火温度的升高,51CrV4弹簧钢晶粒逐渐长大,组织奥氏体化及渗碳体溶解更充分,残留并遗传的块状铁素体及未溶颗粒状渗碳体减少,因此拉伸和疲劳强度升高,韧性和塑性下降;随着回火温度升高,马氏体向回火屈氏体的转变更充分,碳化物逐渐由针状长大成棒状或颗粒状,固溶强化和析出强化作用减弱,致使强度下降而韧性和塑性升高.鉴于实际服役中51CrV4弹簧失效较多且冲击韧性偏低的情况,弹簧钢应具有合理的强度与韧性匹配,则获得最优综合性能的热处理工艺范围为淬火900 ℃+回火460～480 ℃、淬火880 ℃+回火460 ℃,此时抗拉和屈服强度分别为1 505～1 551和1389～1 430 MPa,冲击韧性为 14.7～16.7 J.

    热处理工艺51CrV4钢轴箱弹簧组织性能弹簧失效

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    基于C-DCGAN的铁路道岔转辙机柱塞泵故障诊断方法

    罗佳黄晋英马健程刘思远...
    111-120页
    查看更多>>摘要：针对铁路道岔转辙机设备状态监测数据不完备、非平衡和局部缺失等问题,提出基于改进生成式对抗网络(GAN)的转辙机柱塞泵故障诊断方法.首先,构建条件深度卷积生成式对抗网络(C-DCGAN)模型,利用一维卷积层处理柱塞泵振动信号的时域和频域特征,通过博弈对抗机制优化生成器和判别器,提高模型的泛化能力和故障特征提取能力;其次,引入双时间尺度更新规则(TTUR)来解决判别器正则化过程中的缓慢学习问题,提升模型训练的稳定性;最后,采用实测数据进行案例分析,验证所提方法的有效性.结果表明:在4种不同工况下,生成样本的JSD值分别为0.190,0.235,0.240和0.185;在正常样本与故障样本比例分别为100∶1,50∶1,20∶1和10∶1时,故障分类精度依次达到91.24％,94.13％,94.96％和96.08％.该方法在样本生成方面具有更好的性能,尤其在处理数据不平衡问题时,可达到较高的故障分类精度,为铁路安全运行提供有力保障.

    铁路道岔转辙机柱塞泵非平衡数据故障诊断C-DCGAN

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    非对称施工荷载下斜拉悬索协作体系桥合理成桥状态研究

    毛伟琦姚森赵吉祥叶华文...
    121-129页
    查看更多>>摘要：为研究非对称施工荷载对斜拉悬索协作体系桥的合理成桥状态,以主跨为988 m的G3铜陵长江公铁两用钢桁加劲梁桥架设施工为工程背景,采用数值方法建立斜拉悬索协作体系桥的空间非线性有限元模型,对倒拆施工中非对称和对称施工荷载作用下千米级柔性桥梁结构受力、变形、合龙调整措施及合理成桥状态进行研究.结果表明:对称和非对称施工荷载下斜拉悬索协作体系桥的结构响应差异不大,非对称施工荷载下结构内力更小,但主梁上弦杆的最大位移增大2m;合龙口梁段间宽度比合龙段小,梁段高差为7.6cm,采用合龙口处施加5 000 kN顶推力和临时吊索300 kN张拉力的调整措施,能有效调整合龙口几何形态,满足合龙施工要求;全桥合龙后主桁跨中区域呈上拱趋势,最大竖向位移为2.6m,缆索过渡区斜拉索张拉完成后主桁上拱曲率增大,最大竖向位移为2.9 m,完成二恒铺装后主梁可达到合理设计线形.

    公路铁路两用桥斜拉悬索协作体系钢桁加劲梁非对称施工荷载合理成桥状态

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    基于损伤等效原理的铁路钢桥疲劳损伤系数计算方法

    赵会东阎武通
    130-139页
    查看更多>>摘要：为研究铁路钢桥疲劳损伤系数的合理取值,以欧洲规范中的疲劳损伤等效原理为基础,建立列车荷载效应历程的等效疲劳应力幅迭代算法,提出基于完全损伤等效的疲劳损伤系数计算方法.以欧洲规范中的12种列车编组类型为例进行方法应用验证,并与现有双斜率换算方法进行对比分析.采用该方法讨论拉-压应力历程、S-N曲线形式对疲劳损伤系数计算的影响.结果表明:采用双斜率换算方法获得的计算结果普遍高于欧洲规范取值,最大偏差为22.5％,而采用疲劳损伤系数计算方法获得的计算结果与欧洲规范取值最大偏差仅为1.1％,验证该方法的合理性,揭示了欧洲规范中疲劳损伤系数的取值依据;不区分拉-压应力历程、统一按照应力幅计算疲劳损伤的方式是偏于安全的;S-N曲线斜率负倒数m越小,疲劳损伤系数越大,采用较小m进行疲劳损伤系数计算偏于安全;对于影响线加载长度较短的构件,不考虑疲劳截止限计算的疲劳损伤系数更大,最大约为考虑疲劳截止限情况的1.36倍;影响线加载长度大于30m时,疲劳截止限的影响可以忽略.

    铁路钢桥疲劳损伤系数损伤等效原理影响线加载长度迭代算法

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    混凝土节段胶拼梁承载力试验与计算研究

    李学斌董亮曾兵朱希同...
    140-148页
    查看更多>>摘要：针对国内外相关规范和标准提出的节段胶拼梁抗弯承载力计算式有所差别的问题,基于节段胶拼简支梁的静载试验,对其抗弯承载力进行计算研究.结果表明:在各种规范和标准中,中国铁路规范抗弯承载力的计算结果最接近极限值,公路规范的计算结果则相对较保守,而美国桥梁设计规范的计算结果基本等同于铁路规范;铁路和公路规范给出的整体式梁正截面抗弯承载力计算式可用于节段梁混凝土段内截面和接缝面的计算,计算结果偏于安全;节段内普通钢筋对截面抗弯承载力的影响约在3％;在计算节段拼装梁抗弯承载力时,跨中和接缝面均不需要考虑强度折减.

    混凝土桥梁节段胶拼梁接缝面抗弯承载力试验计算

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    高速列车编组长度对隧道壁面压力极值的影响

    吉晓宇何旭辉敬海泉
    149-157页
    查看更多>>摘要：隧道空气动力学一直是高速铁路和隧道工程领域的一个研究热点,短编组试验结果能否准确反映隧道内压力极值的分布规律也成为国内外学者重点关注的内容之一.为揭示列车编组长度对隧道壁面正负压力极值的影响,首先基于压力波叠加原理,推导隧道壁面正负压力极值的分布情况和列车编组长度与隧道压力波之间的定量关系;然后通过数值模拟得到时速300km不同编组列车通过2 088 m长隧道和时速350 km不同编组长度列车通过1000 m长隧道时的隧道压力极值分布情况,并对理论推导结果进行验证.结果表明:列车编组长度和马赫数显著影响隧道内正负极值的纵向分布,特别是最大正负压力极值的出现位置;当隧道长度满足一定条件时,可用短编组列车经过隧道时获得的隧道壁面正负压力极值,估算目标编组列车通过隧道时的正负压力极值;推导得到的隧道长度计算式与列车长度和马赫数相关.

    隧道高速列车列车编组长度压力波气动荷载马赫数

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    基于实车测试的不同列车速度下隧道气动效应及变化规律

    王辰马伟斌韩嘉强程爱君...
    158-167页
    查看更多>>摘要：选取2条长度在2 000 m以内的全尺寸隧道,在180～385km·h-1速度区间内开展多组实车测试,并分析隧道壁面气动压力、附属设施气动压力、列车活塞风速及洞口微气压波的时变规律.结果表明:列车以385 km·h-1的峰值速度通过隧道时,洞内附属设施承受的压力峰峰值最大达到3.47 kPa,未超过附属设施安全设计标准;洞口微气压波峰值随列车速度提升而显著增加,斜切型缓解结构可有效控制洞口微气压波峰值;列车速度以385 km·h-1峰值速度通过2条隧道时,洞口外20 m处微气压波峰值分别约为39.3和26.3 Pa,未超洞口微气压波限值;列车以相同速度通过隧道时,洞内列车活塞风速随列车速度的提升而增加,当列车通过速度为385 km·h-1时,隧道壁面风速峰值达20.18 m·s-1,但若列车通过速度低于300 km·h-1,则隧道洞口缓解结构型式、隧道长度对列车诱导的活塞风速峰值影响不大.

    隧道气动效应列车速度气动压力微气压波实车测试

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    时速400 km轮轨制动大蠕滑黏着试验研究(三)——水介质条件下制动黏着系数

    常崇义陈波李兰李果...
    168-174页
    查看更多>>摘要：虽然对200～400 km·h-1速度范围内轮轨黏着再上升特性已有一定认识,但对不同速度和黏着阶段轮轨黏着力系数极大值(黏着系数)的分布规律仍不明确,认识的不足制约了400km·h-1速度等级列车制动黏着效率的提升.通过进行1:1高速轮轨关系试验台系统试验,研究50～440 km·h-1速度范围内轮轨间水介质条件下轮轨制动大蠕滑黏着系数的分布.结果表明:在制动大蠕滑率加载过程中,出现的第1个峰值点(A点)的制动黏着系数与牵引黏着系数之间存在一致性,出现的第2个峰值点(B点)的制动黏着系数约为A点的2～3倍,并随速度的增加呈近似线性减小的趋势;在制动大蠕滑率卸载过程中,出现的第3个峰值点(C点)的制动黏着系数显著高于B点,高出约1倍,并在300～440 km·h-1速度范围内随速度的增加而减小,C点处优异的制动黏着性能对提高列车的制动性能和稳定性起到了关键作用;轮轨低粗糙度接触表面在水介质条件下,制动黏着系数较中等粗糙度时低,且在大蠕滑率卸载过程中较难出现"卸载峰"(C点),将会显著影响列车的制动效率和安全性能.

    黏着再上升加卸载控制蠕滑率保持表面粗糙度黏着力系数

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    砂轮排布策略对轨面修复性打磨后轮轨接触特性的影响

    罗亚南郭关柱杨国涛韩健...
    175-182页
    查看更多>>摘要：针对以往轨面修复性打磨根据钢轨廓形精度确定打磨策略而忽略打磨后轮轨接触状态的不足,提出以基于钢轨打磨廓形的轮轨接触特性确定打磨砂轮排布策略.基于轨面修复性打磨原理,确定砂轮排布策略与打磨后的钢轨廓形之间的重构关系,建立基于"轨顶向2侧""内侧向外侧"和"2侧向轨顶"3种典型的砂轮排布策略打磨后得到的钢轨廓形模型,再利用轮轨接触三维有限元仿真模型,开展轮轨接触载荷下轨面受到的高接触应力和低疲劳循环周次分布特征分析.结果表明:轨面修复性打磨策略的改变会显著影响打磨后轮轨接触特性,23 t轴重载荷条件下3种典型的砂轮排布策略打磨重构后的钢轨廓形,轨面受到的轮轨最大接触应力分别为863,1 255和904MPa,受到的最低应变疲劳循环周次分别为1.77×105,9.97×104和1.64×105次;轨面最大接触应力剖面受到的最大应力分别为1241,1 376和1 270 MPa,最低应变疲劳循环周次分别为9.96×104,8.60×104和9.80×104次;采用"轨顶向2侧"砂轮排布策略打磨钢轨后的轮轨接触状态优于另外2种策略.

    修复性打磨钢轨打磨砂轮排布策略轮轨关系轮轨接触特性应变疲劳循环周次

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    基于激光雷达的列车前向障碍物检测方法

    曹志威戈轩宇秦勇李威...
    183-193页
    查看更多>>摘要：为解决基于视频图像的列车前向障碍物检测方法在光照条件和目标距离等因素下的泛化性问题,提出基于激光雷达的检测方法.首先,聚焦VoxelNeXt体素化过程中的精度损失,通过引入动态体素化技术对体素化过程进行优化,以减少信息丢失;其次,针对列车前向运行环境的空间分布特征,设计L型残差稀疏卷积模块,以便有效捕捉列车前向运行环境中点云数据的深度语义特征;最后,提出跨维度自动编码模块,使之与主干特征提取网络相结合,形成跨维度自动编码网络,进一步增强网络输出特征的表达能力.结果表明:所提方法的平均精度均值可达72.38％,平均召回率均值可达76.59％,相较于其他方法表现出显著的性能优势.该方法能够满足列车前向障碍物高精度、远距离、快速化的检测需求,为列车主动安全保障提供有效的技术依托.

    障碍物检测激光雷达深度学习稀疏卷积跨维度自动编码

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