悬挂式单轨道岔智能化运维系统设计及关键技术研究

道岔的安全性以及可靠性对悬挂式单轨车辆系统的运行安全有极大影响,针对悬挂式单轨道岔系统运维体系智能化不高、效率低下、维护手段单一等问题,结合城市轨道交通运维智能化发展趋势,对其运维体系现存问题和必要性进行分析,通过梳理技术路线,开发悬挂式单轨关节型道岔智能运维系统。首先,对道岔结构进行分析,了解道岔在运营过程中常见故障点;然后,依托既有技术手段和数据信息,结合悬挂式单轨关节型道岔的结构特点,采用GIS与BIM建立道岔实体模型;最后,基于神经网络的图像识别技术,通过B/S框架平台搭建以采集层、传输层、数据层、运算层、应用层为主体的智能运维系统,该系统可以实现对道岔进行实时寿命预测、结构损伤分析、人体舒适性分析、设备状态分析、道岔检修管理以及实时监控报警的功能。研究成果能够对道岔关键部件进行智能化实时诊断,可实现从计划修到状态修的突破,完成道岔从智能制造到健康诊断预警的全寿命周期管理。

基于BIM的铁路重载货车轮对检测设备智能运维系统设计

重载货车入库轮对检测设备安装在货车入库线路上,可实现轮对外形尺寸、踏面擦伤、钢圈内部缺陷等关键特性参数的在线动态自动检测,对保障货车运行安全起到了重要作用。针对重载货车轮对检测设备运维过程中存在关键设备上道检修间隔期间故障无法及时发现等问题,设计一种基于BIM技术的重载货车轮对检测设备的智能运维系统。首先搭建了以采集层、传输层、数据层、运算层、应用层为主体的系统构架;其次在Bentley软件平台设计的BIM模型基础上,拓扑出一个简化的建筑和检测设备模型;最后通过在检测棚内加装视频采集系统,将采集的视频尺寸信息与BIM模型的尺寸信息进行比对,实现自动检测发现故障,智能报警的功能。整个系统以B/S架构为基础进行开发,采用Springboot+VUE等技术进行展现。使用该智能运维系统,可实现对重载货车轮对检测设备公共单元、轨边检测单元、轨边监控单元的实时智能诊断及故障自动报警,有效保障重载货车安全运行,同时使用该系统每年预计可节约检修人员2.8人,节约各种成本约238万元,经济效益良好。

高速磁悬浮列车悬浮架结构可靠性研究

针对高速磁悬浮列车悬浮架结构可靠性评估问题,利用Hypermesh软件建立悬浮架的有限元模型,根据悬浮架实际运行情况,提出一套约束方案,并利用Ansys软件对高速磁浮列车进行静强度、疲劳强度以及模态分析,分别基于von Mises应力、Goodman疲劳极限图评估悬浮架结构的静强度和疲劳强度,基于Block Lanczos法计算悬浮架模态.结果表明:悬浮架的静强度分析结果显示4种超常载荷下最大受力位置均出现在摆杆处,总体均满足静强度要求;疲劳强度分析结果显示悬浮架上关键点应力和应力幅均在材料修正的Goodman疲劳极限内,满足疲劳强度要求;模态分析结果显示悬浮架的自振频率明显高于激振频率,不会产生共振现象,满足车辆运行要求.

基于动力学仿真分析的磁悬浮列车悬浮架载荷特征研究

针对中低速磁悬浮列车建立动力学模型,计算磁悬浮车模态,根据频率和振型得出磁悬浮车的振动特点.依据青城山曲线段线路,得出前三个悬浮模块在四种速度下的横向位移、垂向位移、电磁铁所受横向力与垂向力比值以及空气弹簧处横向力等动态响应.选取受载严重的悬浮模块作为研究对象,根据实际受力情况,获得关键位置的载荷时间历程,为之后准静态应力分析法计算寿命做准备.结果表明:三个悬浮模块均随着运行速度增加,各项指标参数增大,第一个和第二个悬浮模块受力情况相似且受力明显大于第三个悬浮模块,可选第一个或第二个悬浮架作为疲劳评估对象.

考虑螺栓群预紧力的磁浮列车悬浮架有限元分析方法

针对高速磁浮列车铝合金悬浮架螺栓群连接结构有限元分析方法的不足,文章综合分析了预紧力单元法、温度等效法和等效力法等3种螺栓预紧力的模拟方法,以及接触法、耦合与约束方程法两种连接结构接触的模拟方法,搭建了磁浮构架有限元模型,并以C型托臂为对象,研究螺栓连接件应力分布情况。结果表明,采用等效力法、耦合与约束方程法进行螺栓群连接件有限元分析,能较为正确地反映磁浮构架结构的实际受力情况,不会出现局部应力集中,且计算效率较高。

胶轮有轨电车道岔梁有限元分析

本文以胶轮有轨交通转动型道岔为研究对象,首先对结构进行分析,利用相关规范结合实际运行情况,计算胶轮有轨电车所受载荷,结合有限元法建立道岔梁的有限元模型,研究道岔梁在车辆过直线和曲线状态下结构的强度和刚度。结果表明:道岔梁的最大应力以及最大挠度均发生在曲股位置,均小于材料的许用值,说明该结构的强度和刚度满足要求,可靠性以及安全性满足车辆运行要求。

悬挂式单轨牵引和固定系统的优化

对现有单轨系统关键技术参数进行了比较分析,定量评估其优缺点。确定了开发和优化的思路,然后详细说明了系统的基本参数和特点,并建立了牵引和固定系统的有限元模型。提出了牵引和固定系统的优化方案,并验证了其技术可行性。

胶轮有轨电车道岔线型研究

道岔是铁路轨道结构的关键部位,道岔的线型设计直接影响胶轮有轨电车运行的安全性以及平稳性。本文主要针对胶轮有轨电车道岔线型进行分析,通过对道岔折返能力以及侧股线型进行研究,确定道岔侧股线型以及过岔速度。利用动力学分析软件对胶轮有轨电车过曲线道岔进行计算分析,结合车辆结构和走行特点,选取合适的动力学指标对其进行评价,从而确定道岔曲线半径,保证列车在过道岔时的平稳性、安全性以及提高旅客的舒适度。本文为之后胶轮有轨电车道岔国产化、规模化奠定理论基础。