轮轨接触关系计算方法

为了在车辆-轨道耦合动力学仿真中能更真实反映轮轨接触状态,利用迹线法原理和轨廓分区法,在考虑轮对的横移、浮沉、摇头、侧滚和左右钢轨的横移、浮沉、侧滚的条件下,分别计算轨顶和轨侧区域与车轮的最小轮轨间隙量,以此来判断轮轨的真实接触状态:正常的一点接触、非正常的一点接触、两点接触和车轮完全悬浮,并根据非线性赫兹接触理论分别求得两接触点处的轮轨法向力。轮轨接触关系仿真结果表明根据轮轨接触关系计算方法得出的轮轨接触关系符合车辆在实际线路上的运行状态。

抗蛇行减振器对磁流变耦合轮对车辆的临界速度与高速曲线通过性能的影响

为使磁流变(Magneto-rheological Fluid,MRF)耦合轮对在工程化、实用化方面有较大的进展,作者建立了31个自由度的车辆系统数学模型,并通过仿真分析发现:车辆在没有安装抗蛇行运动减振器的条件下,当磁流变的屈服应力较小时,虽有较高的临界速度,但轮对横移量较大,易出现2点接触;若屈服应力增大,临界速度急剧下降,到一定值后则降幅变缓。当车辆安装合适的抗蛇行运动减振器后,可大幅度提高车辆的临界速度,在适宜磁流变屈服应力的配合下,车辆以高速和超高速在高速铁路上行驶时,轮对和车体均具有较好的横向动力学性能。因此,合适的抗蛇行运动减振器对磁流变耦合轮对车辆是必须的。

两类独立旋转车轮转向架横向动力学研究

研究了独立旋转车轮转向架因其左右独立车轮的耦合程度不同, 而造成的横向动力学性能差异的原因。通过建立各自在直线上的横向动力学客车模型, 利用新型快速显式数值积分法编程进行动态仿真, 以比较其车辆的主要动态响应值。

一系纵向定位间隙对磁流变耦合轮对车辆横向动力学性能的影响

为了合理控制车辆轮对定位间隙,提高磁流变耦合轮对车辆在高速时的横向动力学性能,建立该车辆的空间动力学模型,分析了轮对纵向定位间隙对车辆临界速度和曲线通过性能的影响。得出了纵向定位间隙的增大能使磁流变耦合轮对车辆的临界速度急剧下降,轮对横移量和冲角、轮轨横向力和车体横移加速度快速增大;只有在小间隙的条件下,车辆在高速铁路上才具有较高的临界速度和较好的曲线通过性能。

磁流变耦合轮对车辆高速曲线通过性能研究和探讨

为使磁流变耦合轮对车辆向高速铁路的工程化有较大的进展,建立31自由度的车辆系统数学模型。仿真计算表明:磁流变屈服应力小于某一值和曲线半径小于一定值时,对轮对的横移、摇头、轮轨横向力和车体横向加速度造成的波动较大,有的可能会出现两点接触;屈服应力在随后的一定范围内,车辆在不同半径曲线上的以上性能参数变化平缓且较小;继续增大屈服应力,以上性能参数则增加。因此,当磁流变的屈服应力在一定范围内变化时,磁流变耦合轮对车辆才具有较好的高速曲线通过性能。

公用轴独立旋转车轮转向架偏移研究

通过建立公用轴独立旋转车轮转向架车辆在直线上的横向动力学模型,模拟实际线路,利用新型快速数值积分法进行动态仿真,得出其4条轮对、2个构架和车体的偏移情况。

一系水平悬挂刚度对独立旋转车轮摇头振动的影响

建立了独立旋转车轮车辆的动力学模型,并编制程序进行仿真分析。研究了一系纵向和横向刚度对轮对摇头振动的影响,得出了一系水平刚度的合理取值范围。

轮轨与轮轮接触几何计算研究

对轮轨接触几何计算的迹线法进行了深入研究,给出了两种常用坐标系下'迹线法'的正确计算公式。在此基础上,对轮轮接触几何关系进行了分析,结果表明:轮轮接触点计算并不能像轮轨一样缩减为一维搜索,只能由二维搜索得到,给出了一种简洁的轮轮接触二维搜索算法及公式;同时提供了一种快速搜索轮轨和轮轮接触点的编程方法。

无公用轴独立旋转车轮转向架直线横向动力学研究

无公用轴独立旋转车轮转向架的车辆不仅左右车轮的旋转自由度独立,而且两轮的横移和摇头也解耦。文章通过建立无公用轴独立旋转车轮转向架车辆在直线上的横向动力学客车模型,模拟实际线路,利用新型数值快速积分法进行动态仿真,得出无公用轴独立旋转车轮转向架车辆的动态响应值,并与具有相同悬挂参数的传统客车进行比较。

基于折射/全反射/反射/折射结构的LED准直系统的设计

设计并优化了高效且结构紧凑的折射/全反射/反射/折射式(RIXR)LED准直系统,用于收集大角度范围内的光线获得具有较小发散角的准直光束。首先,根据非成像光学理论中的边缘光线原理以及多面同步(SMS)设计方法计算系统初始结构的面型;然后,利用Zemax光学设计软件对初始结构进行优化设计;最终得到最佳结构的LED准直系统。优化设计得到的RIXR型准直系统的半口径为20 mm、纵横比为0.25、集光角为200°。LED准直系统经反向光线追迹得到边缘视场(±3.178°)点列图的均方根半径<2.1μm,故边缘视场达到了很好的聚焦效果。充分考虑材料的吸收损失和界面的反射损失后,光能利用率高达83.48%。实验表明,基于RIXR结构的LED准直系统具有光能利用率高、结构紧凑、体积小、便于应用等特点。

飞行模拟器虚像显示系统的应用及发展

视景显示系统作为模拟器的重要组成部分,其功能的优劣直接影响模拟器的使用效果。本文主要介绍了显示系统中的虚像显示系统。虚像显示系统主要有同轴虚像显示、离轴虚像显示。离轴显示系统较同轴显示系统具有较大的优势,应用较广,成为主流虚像显示系统。

考虑轮对弹性的轮轨接触点算法

研究轮对动力学相关问题时要考虑轮对的弹性变形,本文在传统迹线法的基础上发展一种考虑轮对弹性的轮轨接触点计算方法。该方法通过计算滚动圆上的点和该点在轨道上的投影点的法向矢量确定可能接触点,形成接触迹线,根据迹线和轨道型面的垂向最小距离确定最终的接触点。利用该方法,本文建立单轮对刚柔耦合系统动力学方程来求解轮轨接触点,并通过刚性轮对与弹性轮对的计算结果对比,讨论轮对弹性变形对接触点位置和轮轨蠕滑率的影响。结果表明,该方法可有效解决考虑轮对弹性的轮轨接触计算问题。

基于HMM的开关电源故障预测方法研究

故障预测技术在提高设备的安全性、减少生命周期费用和提高维修保障效率等方面发挥了重要作用;采用隐马尔可夫模型(HMM)的故障预测方法,解决了Buck型开关电源的故障预测问题;详细分析了开关电源健康退化过程,并选择输出纹波电压、电感电流和输出功率作为监测参数;利用各个状态的样本序列来训练HMM,然后利用该模型对待测信号的观测序列进行测试,从而获得待测信号的似然概率,预测设备当前所在状态;实验结果表明,该方法可以准确地对开关电源进行故障预测。

控制时滞对半主动悬挂车辆动力学性能的影响

利用天棚控制原理和SIMPACK动力学软件建立了具有二系横向和垂向半主动悬挂车辆模型,分析在不同速度下时滞10、30ms车体横向和垂向的平稳性性能、1位轮对的轮轨横向力,同时还分析在速度为240km/h时,时滞对车体横向加速度振动幅频特性、前构架和1位轮对横向加速度功率谱密度的影响。分析表明时滞10ms时上述各项指标变化不是很明显,当时滞30ms时许多指标恶化得较为严重,半主动控制失效,说明时滞不能过大。为了突显半主动悬挂的优势,对控制系统时滞进行研究和限制显得尤为必要。

CATIA在机械建模中的应用

以某机械结构建模为例,介绍了CATIA作为三维一体化设计软件在建模过程中的应用。介绍了利用此软件对零部件进行三维模型设计、材料选择、重量与重心测量及二维视图的生成等。

部分可观测信息条件下的视情维修模型参数估计

在部分可观测信息条件下,文章针对装备的性能退化信息不完备和历史寿命信息随机截尾问题,建立了装备故障率服从比例故障率模型(PHM)的视情维修模型,给出了表达观测值与退化状态之间随机关系的观测概率矩阵和表达装备退化状态之间随机关系的状态转移概率矩阵;推导出装备在随机截尾数据情况下的可靠度函数、故障率函数及其似然函数;并利用粒子群优化(PSO)算法解决了该模型的参数估计问题。通过仿真分析PSO算法对视情维修模型的极大似然估计(MLE),验证了该方法的收敛性和稳定性。

无限远虚像显示系统图像畸变校正方法的研究

本课题研究飞行模拟系统的离轴虚像视景显示系统(wide system)图像畸变的逐像素自动校正方法,解决国内外离轴虚像视景显示系统畸变手工调整的计算机预畸变达不到技术要求的问题。主要研究有精密水平和垂直自动旋转平台和角度检测与采样装置;摄像机图像判别与采样;成像计算机像素的逐点畸变校正的畸变量检测和效验方法和软件编控。

独立旋转单轴转向架结构及其动力学性能分析

介绍了独立旋转单轴转向架的结构,利用三维建模软件SolidWorks建立了独立旋转单轴转向架的三维实体模型,并利用多体动力学软件Simpack对车组的动力学性能进行了预测。结果显示,独立旋转单轴转向架在曲线通过方面具有很大的优势,但是在直线段运行时其运行平稳性比传统转向架差。

磁流变耦合轮对车辆的超高速曲线通过性能

为了探讨磁流变耦合轮对车辆的动力学性能和超高速运行的可行性,基于磁流变双粘度本构关系,建立了具有抗蛇行运动减振器的磁流变耦合轮对整车曲线通过模型.研究表明:当磁流变屈服应力较小时,车辆具有较高的临界速度,但车轮和钢轨在曲线上易出现两点接触;在确定的车辆悬挂参数、合适的磁流变屈服应力和抗蛇行运动阻尼的条件下,抗蛇行减振器磁流变耦合轮对车辆具有较好的超高速曲线通过性能.

轮轨接触几何关系计算再研究

利用车轮踏面的旋转体特性,在求得车辆前进方向的切线与轮轨接触点法线间夹角余弦的基础上,分别导出了直线和曲线轨道上的轮轨接触计算公式;在已知先将车轴视为弹性求得车轮盘面弹性侧滚角的基础上,再视车轴为刚性直线的条件下给出了其轮轨接触点近似计算公式;指出了笔者过去相关文献中的遗漏和错误之处,并对其进行了扩展。