考虑柔性车体的双层集装箱平车动力学性能研究

随着双层集装箱平车车体轻量化要求的进一步提高,车体振动模态频率较传统平车有所降低,这对车辆系统动力学性能带来了一定影响。为了评估车体振动模态对车辆系统动力学性能的影响,文章以32.5t轴重的凹底双层集装箱平车为研究对象,采用NUCARS软件建立了刚-柔耦合动力学仿真模型,按照AAR标准中的蛇行稳定性、圆曲线性能、缓和曲线性能、扭转和侧滚、点头和浮沉以及动态曲线性能等动力学工况的计算要求,在考虑柔性和纯刚体2种车体条件下进行了计算对比分析,为双层集装箱平车动力学性能计算分析提供了参考。

制动工况下重载货车车轮扁疤对轮轨振动响应分析

随着我国重载铁路的发展,重载货车轴重不断增加,车轮扁疤问题也日渐突出,该问题会导致轮轨动载荷急剧增大。建立了重载车辆-轨道刚柔动力学模型,在考虑了重载货车不同制动工况下,探究车轮扁疤对轮轨之间垂向冲击力和纵向蠕滑的影响,并进行了扁疤限值计算。结果表明,车辆的P1和P2力随着扁疤长度和速度的增大而增加,且紧急制动工况下大于正常制动工况。空车状态下轮轨垂向力远远小于重车状态,但在扁疤的作用下空车状态下的垂向轮轨力产生的波动会更大。车辆进行制动会导致纵向蠕滑率和纵向蠕滑力发生改变,同时在扁疤的作用下纵向蠕滑率和纵向蠕滑力都会产生波动,扁疤越大波动幅度越大。根据标准中的轮轨垂向力和轮重减载率的限值,对车辆在不同工况下进行扁疤限值计算,结合空重车以及制动工况,得到重载货车扁疤限值为38 mm。该研究将为重载货车运维提供相关指导。

铁路货车车体静强度试验数据处理系统开发

铁路货车车体静强度试验工况多,试验数据量大,试验工程师在进行试验数据处理时,不仅工作量大而且容易出错。为了固化数据处理流程和方法,提高工作效率,避免人为误差,开发了车体静强度试验数据处理系统。该系统采用Python软件进行开发,界面简洁,试验工程师可根据流程树的引导顺利完成试验数据处理工作。系统可实现试验过程中即时监测试验结果是否合格,大幅提高了时效性,同时提高试验报告的编制效率。

特种铁水罐车曲线通过性能分析

利用SIMPACK动力学仿真软件建立了特种铁水罐车的动力学模型,对其曲线通过性能进行了分析计算。计算结果表明,该车具有较好的曲线通过性能,能满足运行安全性的要求。

变轨距转向架锁紧机构方案设计

介绍了国外成熟变轨距轮对锁紧机构的结构特点,分析了锁紧机构设计的关键技术。根据锁紧机构的工作机理,设计了一套适用于1 435/1 520 mm铁路轨距的变轨距轮对锁紧机构方案,并对关键部件进行了强度校核。

铁路货车动力学仿真分析与线路测试结果一致性研究

以窄轨矿石敞车为研究对象,在线路静态扭曲减载试验和线路动力学试验的基础上,从车辆系统固有频率、轮重减载率、车体加速度功率谱密度以及特定线路下弹簧变形量等方面对仿真分析和试验数据进行了比较分析。在此基础上,对仿真模型进行了修正和验证,并对仿真分析结果与测试数据之间的偏差因素进行了分析。

基于损伤函数的钢轨滚动接触疲劳研究

对不同类型的钢轨滚动接触疲劳损伤函数进行分析。采用基于磨耗数的损伤函数对钢轨滚动接触疲劳损伤系数进行测算,得到疲劳损伤在实际线路轨面上的分布和特征,并比较与不同转向架结构形式相关的钢轨疲劳损伤特征。研究结果表明:车辆在速度和轴重增加的情况下均会加剧钢轨的疲劳损伤;疲劳损伤曲线存在一个拐点,超过拐点后由于钢轨磨损加剧而使损伤减小;在半径小于600 m的曲线上采用轮缘润滑措施会使外侧钢轨的疲劳损伤系数急剧增大,严重影响列车行车安全,故对轮缘润滑要慎用,并应与钢轨打磨配合使用。

考虑车体柔性的敞车动力学性能研究

以C70E敞车为研究对象,基于柔性多体系统动力学理论,利用动力学软件SIMPACK建立考虑车体柔性的刚柔耦合动力学模型,仿真计算空重车工况车辆振动响应和动力学性能,与线路试验和多刚体动力学模型结果对比,研究车体柔性对敞车动力学性能的影响。结果表明:研究敞车车体振动特性时,有必要考虑车体柔性影响,柔性车体主要影响车体中部振动;对于车辆运行平稳性,车辆高速运行时需考虑车体柔性的影响;对于曲线通过安全性,空车工况需要考虑车体柔性的影响。

约束轮对首次穿越失效的随机非线性最优控制

为分析约束轮对首次穿越失效后的最优控制,并改善系统的稳定性性能,建立受控动力学模型中考虑轨道不平顺激励和自身结构参激的动力学模型。基于随机动态规划原理控制策略,运用拟不可积Hamilton系统随机平均法,以可靠度最大化为控制目标,建立可靠性函数和首次穿越时间概率密度函数的动态规划方程。分析表明,通过控制作用,可使原本不稳定的系统在受控后变为概率意义上的稳定系统,在选取适当控制力条件下,可使原本不稳定的系统成为绝对意义上的稳定系统。另外,如果系统运行时失稳,在振动能量较小的失稳初期,提供较小的外界控制约束力,也能达到较好效果;而如果系统运行一段时间后具有较大振动能量,即使此时提供较大的控制约束力,已较难改善系统性能。

高速列车蛇行运动稳定性研究概述

高速列车长期服役的可靠性是高铁建设的首要保证,自激蛇行运动是轨道车辆所特有的一种失稳形式,为了保证车辆的运动稳定性,确保其高速、安全行驶,以高速列车蛇行失稳的理论研究方法为背景,概述了蛇行失稳研究中的主要研究方法及其存在的不足,对近期的研究热点方向进行了概述并对非光滑分岔、非对称运行稳定性等方向进行了展望。对于高速列车的确定性和稳定性而言,在不考虑车辆非线性特性的情况下,一般可以采用特征根法、Routh-Hurwitz准则判定法、最小阻尼系数等方法进行分析;当必须考虑轮轨接触以及悬挂系统等非线性特征时,可以采用特征值变化法、QR算法+二分法、中心流形法、打靶法、延续算法等方法。对于车辆的随机稳定性而言,可以采用随机非线性动力学Hamilton理论、蒙特卡洛法、半隐式的Milstein随机数值模拟、小数据量等方法对随机稳定性、随机分岔以及分岔类型进行分析。由于能够考虑自身结构参数激励、轮轨接触不平顺激励,能得到更接近真实运行条件下的失稳临界速度,随机稳定性、随机分岔的理论研究和试验研究逐渐得到研究人员的关注,成为高速列车蛇行失稳研究的热点方向。

出口沙特32.5t轴重磷酸盐漏斗车线路扭曲适应特性分析

以出口沙特32.5 t轴重磷酸盐漏斗车为研究对象,根据AAR标准和ROA指南的要求,对其线路扭曲适应特性进行了计算,并按照ROA指南的要求进行了简化试验。计算和试验结果均表明,在规定的线路条件下,出口沙特32.5 t轴重磷酸盐漏斗车通过扭曲线路时的安全性满足设计要求。

轨道车辆整车滚振试验台稳态圆曲线模拟方法

在考虑车辆通过实际线路稳态圆曲线时所受的离心力作用、线路超高、轨道内外轨长度差、轨道自身圆曲线特征下,通过滚振试验台达到对实际曲线线路运行的模拟,并给出一种具体的台架试验方法。分析表明,整车线路工况与试验台工况在轮轨(轮)间接触点位移变化、轮对摇头角等接触特征,以及轮轨横向力、脱轨系数、磨耗功等轮轨力特征均具有较好的一致性,误差在5%以内。从工程角度看,本文提出的滚振试验台稳态圆曲线模拟方法是可行的,可为建立具有稳态圆曲线功能的滚振试验台提供理论依据。

基于线路试验的重载货车转向架动力学性能研究

为研究重载货车转向架在不同边界条件下的动力学性能,配装高重心车体按照北美AAR M 976标准进行线路动力学试验,试验过程中出现重车蛇行失稳、小半径曲线轮轨横向力偏大、垂向振动加速度超标等问题。针对上述问题采用试验与仿真相结合的方法,以32.5 t轴重铁路货车转向架在高重心车体下的线路试验数据为基础进行动力学性能研究。结果表明:高重心是导致重车状态下转向架蛇行临界速度降低的主要原因,增大定位刚度可提高失稳临界速度;当曲线半径为145~582 m时,合理匹配各定位参数可使导向轮对低轨侧牵引率降低到轮轨滚动接触疲劳的安定极限内;通过10个并行或交错线路垂向不平顺正弦激励时,悬挂系统的刚度和阻尼合理配置且非线性摩擦斜楔工作状态应良好,可保证在整个运行速度范围内将车辆系统的车体侧滚、点头和浮沉振动衰减到安全区间。

铁路集装箱平车通过扭曲线路的减载安全性分析

为解决配装构架式转向架的铁路集装箱平车在空车状态下通过澳大利亚ROA指南中规定的扭曲线路时车轮减载率超限的问题,利用经过试验验证的车辆动力学模型对相关影响因素进行了分析。结果表明,降低轴箱悬挂垂向刚度、增大旁承间隙和降低车体扭转刚度均能有效改善铁路集装箱平车通过扭曲线路的车轮减载安全性。

如何在音乐课中培养学生创新能力

有一位留学的中国学者发现，在国内如果提出一个问题，10个学生的答案往往都差不多，而在国外这种现象是决不会发生的，他们10个学生或许会讲出20种答案。尽管有些答案非常离奇，里面却可能蕴藏着创造的萌芽。由此看来，国外学生的创新能力比国内学生的创新能力要强得多，这不能不引起我们的深思和警惕。因此，创新能力的培养就成为我们现阶段教育的当务之急。在新世纪的今天，国与国之间的竞争，实质上就是人才的竞争。

轴重40t车辆车轮扁疤冲击振动特性研究

建立轴重40 t车辆-轨道动力学模型,采用变化车轮半径的方法模拟扁疤作用下的轮轨相互作用特征,分析轮轨冲击动力荷载特性。结果表明,车轮扁疤将激发出高频轮轨冲击荷载,高频区能量占主导。扁疤临界速度作用下轮轨冲击荷载达到峰值,扁疤越长,临界速度越高,扁疤长度为10,20,30和40 mm时临界速度分别为30,50,70和80 km/h,扁疤长度超过50 mm时,临界速度大于重载车辆最高运行速度100 km/h。高频区的轮轨荷载主要存在于轮轨界面,不会引起钢轨变形,频率在850 Hz以下时轮轨动荷载才能有效传至轨下基础,根据轨枕设计极限荷载,建议车轮扁疤长度不应超过40 mm。

基于交错谐波不平顺输入的铁路货车动力学模型修正研究

以煤炭漏斗车为研究对象,在澳大利亚铁路货车动力学标准AS 7509.2-2009规定下的交错谐波线路滚摆性能试验基础上,从车辆系统下心滚摆频率、车体横向加速度、车体垂向加速度及中央悬挂系统弹簧动挠度4个方面进行了仿真与试验数据的对比研究。在此基础上,基于S&G准则,对仿真模型进行了修正,并对仿真结果与试验数据之间的偏差进行了分析。

铁路货车动态限界评估影响因素研究

为充分利用车辆限界以增加车辆容积,澳大利亚铁路货车通常采用动态限界对铁路货车外形轮廓进行设计。文中采用动态限界试验和模拟仿真相结合的手段,对影响动态限界轮廓的相关参数进行了分析研究。研究表明,增加中央悬挂系统、减小常接触弹性旁承垂向间隙和降低车辆重心高度均能有效改善车辆限界利用率。

出口塞拉利昂矿石漏斗车车轮踏面选型

通过对轮轨接触几何关系和车辆动力学仿真计算结果进行对比,分析了车轮踏面外形对出口塞拉利昂窄轨矿石漏斗车动力学性能的影响,经综合考虑,建议出口塞拉利昂窄轨矿石漏斗车选用LM型踏面外形。

LNG罐式集装箱冲击试验研究

介绍了基于冲击响应谱的罐箱冲击试验方法,建立了一套完整的LNG罐式集装箱冲击试验流程。在冲击试验过程中,对比了不同试验样箱、试验台座对试验结果的影响,探索了冲击过程中铁路车辆缓冲器的动态变化过程,并对未来工作提出几点研究展望。