轮轨力连续测试方法及1:5试验台验证丨JME文章推荐
轮轨力是轮轨关系的重要基础，是车辆运行安全检测的重要指标。轮轨力连续测量是车辆动力学理论研究与实践的重要环节，也是轨道车辆领域研究的难点之一。
北京交通大学的宫雪、任尊松、范童柏和李俊杰在《机械工程学报》2020年2期发表了《轮轨力连续测试方法及1:5试验台验证》一文，他们通过轨道车辆轮对上载荷、弯矩及应变三者之间关系，提出一种轮轨力连续测试方法。该方法包括车轮有限元模型建立并计算车轮辐板应力，依据应力分布特征确定车轮辐板内外侧及内外圈应变计黏贴位置和数量，确定车轴截面测试位置、应变计测试电桥组桥方式、轮轨力标定方法和误差控制等。轮轨力标定包括轮轨垂向载荷和横向载荷标定、载荷-应变系数确定。误差控制包括选择准确贴片位置、标定系数回归以及车轮和车轴测点联合运用等。制作了1:5实物测力轮对，并在1:5转向架试验台上测试并获得该测力轮对的轮轨力。结果表明，提出的轮轨力连续方法具有较高的精度，实现轮轨力连续测试。
(1) 在车轮幅板外侧和内侧及车轴上黏贴多个应变计，实现了轮轨力连续测试。车轮辐板和车轴上应变计布置位置，可通过有限元数值计算结果确定。
(2) 车轮幅板和轮轴联合测试方法，可以提高轮轨力测试精度。载荷-应变系数对获得准确的轮轨力具有重要的影响，该系数通过试验标定获得。
(3) 试验测试结果表明，本文提出的测试方法具有较高的精度，满足轮轨力连续测试和精度要求。
宫雪, 任尊松, 范童柏, 李俊杰. 轮轨力连续测试方法及1∶5试验台验证[J]. 机械工程学报, 2020, 56(2): 184-191.
GONG Xue, REN Zunsong, FAN Tongbai, LI Junjie. Research on Continuous Measurement Method for Wheel-rail Forces and Validation with 1: 5 Scale Roller Rig Test[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2020, 56(2): 184-191.
测试设备及试验台
宫雪，女，1990年出生，北京交通大学硕士研究生。主要研究方向为结构强度可靠性，熟悉车辆系统动力学、控制方法、轮轨接触及结构强度等理论，长期利用有限元仿真软件和数值分析方法对结构可靠性问题进行分析，主持设计了无线遥测系统，并在试验台上对CRH6动车组轮对1:5模型进行模拟工况轮轨力连续测试试验，实现轮轨力连续测试，从而为更高精度的轮轨力连续测试方法等课题研究提供支持。获得北京市优秀毕业生，并多次获得校级各类奖学金等优秀称号。作为主要参与人，参与了北京交通大学结构强度检测实验室的多项轨道车辆实验。
任尊松，北京交通大学轨道车辆结构振动及可靠性研究学术带头人，北京交通大学轨道车辆结构可靠性与运用检测技术教育部工程研究中心副主任。国内外多种著名学术期刊、国家自然科学基金和留学基金等评审专家。长期致力于车辆动力学、轨道/道岔动力学、结构强度及可靠性研究，形成全新的交叉学科研究方向，具有坚实的理论基础和丰硕的创新性成果，理论研究与工程应用密切结合。创立了轮轨多点接触判定和计算方法、轨道车辆结构可靠性评估等效载荷计算方法以及强侧风高速列车安全性研究方法，建立了车辆-道岔系统动态相互作用和动力分析方法、刚柔耦合高速动车组-传动系统振动及传递分析方法，提出了城市轨道车辆载客量检测及结构损伤评估方法等。成果广泛应用于多种轨道车辆运用安全性研究和结构可靠性评估，是我国高铁“走出去”战略的重要技术组成部分。主持了5项国家自然科学基金（1项重大项目课题和4项面上项目）、45项科技部“国家重点研发计划”任务及“科技支撑”项目及其他省部级和校企合作项目，总经费2312万元。发表科技论文70余篇，其中SCI、EI检索40余篇，单篇最高他引130余次。出版《轮轨多点接触及车辆-道岔系统动态相互作用》专著1部（科学出版社）、教材2部。获2010年度詹天佑科技专项奖、2013年度中国铁道学会科技进步一等奖。
北京交通大学结构强度检测实验室（Laboratory for Structural Strength Testing of Beijing Jiaotong University)为北京交通大学批准设置的结构强度检测实验室，隶属于机械与电子控制工程学院，可以独立对外开展检测业务，并对所提供的检测数据承担相应的经济和法律责任。本实验室始建于1982年，是原北方交通大学机械工程系铁道车辆专业的教学和科研实验室。1990年国家教委批准北方交通大学建设机车车辆学科博士学位点，在学校的大力支持下，组建了机车车辆结构强度研究室，购置了先进的设备仪器；1994年又列为铁道部重点学科和我校“211”工程重点建设项目之一。经过多年的建设，该实验室已成为我国轨道机车车辆结构强度的重要试验研究基地。2006年12月通过了国家认可认证监督管理委员会的计量认证（CMA），2010年1月通过复评审。2009年5月通过了CNAS组织的实验室认可。2012年6月通过二合一的复评审。为检测轨道车辆制造企业产品的设计、强度、制造质量提供公正、科学、准确、满意的服务。
本实验室拥有一支学术科研梯队和先进的测试试验设备，包括MTS810材料疲劳试验机，FTS-1000A电液伺服疲劳试验机，GPL-200高频疲劳试验机，动态信号采集系统IMC和EDAQ等，在开展基础应用研究的同时，还结合铁路运输发展的需要，进行了大量应用性研究。主要从事轨道车辆结构材料、重要零部件强度和疲劳性能试验研究；轨道车辆结构件的动态应力在线测试、数据处理和疲劳评估；轨道车辆结构件强度、刚度试验研究，以及有限元计算技术、结构模态分析、随机载荷识别、动态仿真技术等基础性理论研究。对各种主型机车车辆和动车组的关键零部件进行了可靠性评估，及时预测和解决了多起疲劳安全问题，对保障我国铁路运输安全做出了重要贡献。目前本实验室承担了我国高速列车转向架、车体结构疲劳可靠性评估，高速列车转向架结构载荷谱的研究以及重载货车载荷谱的研究工作，这些研究工作的成果为制定高速列车和重载货车的设计规范和试验评定标准提供重要的支持。
FTS-1000A电液伺服疲劳试验机
MTS810材料疲劳试验机
GPL-200高频疲劳试验机
实验室在研项目和获得的研究成果
部分项目如下：
高速轨道交通系统载荷特征与识别及载荷谱-国家自然科学基金-重大项目
高速列车轮对旋转走行动力行为及安全性理论和工程应用研究-国家自然科学基金-面上项目
高速列车高频激扰振动机理及传递规律研究-国家自然科学基金-面上项目
时速400公里转向架及车体结构可靠性研究-科技部-国家重点研发计划
载荷特征及安全保障技术研究-科技部-国家重点研发计划
高速转向架构架强度及疲劳寿命评估-科技部-国家科技支撑计划
中国标准动车组转向架载荷谱试验研究及可靠性评价-中国铁路总公司-科技研究开发计划
高速动车组转向架维修技术和服役可靠性研究-中国铁路总公司-科技研究开发计划
编辑：金程 校对：张彤
有一种合作叫做真诚，有一种发展可以无限，有一种伙伴可以互利共赢，愿我们合作起来流连忘返，发展起来前景可观。关于论文推荐、团队介绍、图书出版、学术直播、招聘信息、会议推广等，请与我们联系。
推荐阅读
1.电动汽车电池安全事故分析与研究现状丨JME封面文章
2.轮足式仿生软体机器人设计与运动分析 | JME文章推荐3.深海海底钻机收放装置关键零部件可靠性分析与试验丨JME封面文章4.绿色切削微量润滑增效技术研究进展丨JME封面文章5.摩擦纳米发电机在自驱动微系统研究中的现状与展望 |JME封面文章6.激光加工平面型微超级电容器的研究进展与发展趋势丨JME封面文章7.面向灾难搜索救援场景的空地协同无人群体任务规划研究丨JME文章推荐8.基于微流控芯片的生物细胞电阻抗成像检测技术丨JME文章推荐9.双臂协调机器人相对动力学建模丨JME文章推荐10.针对高维优化问题的快速追峰采样方法丨JME论文推荐11.基于自适应扩展卡尔曼滤波的分布式驱动电动汽车状态估计丨JME文章推荐12.基于单目视觉的松软地面星球车车轮滑转率估计丨JME文章推荐
版权声明：
本文为《机械工程学报》编辑部原创内容，欢迎转载，请联系授权！
在公众号后台留言需要转载的文章题目及要转载的公众号ID以获取授权!
商务合作：
联系人：张强
电话：010-88379891
E-mail：cjmezhang@126.com
网 址：http://www.cjmenet.com.cn
官方微信号：jmewechat