地铁永磁直驱牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真研究

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,并通过对比仿真结果与地面联调试验数据进行验模,仿真结果与设计目标转矩的相对误差满足±5%的要求;然后联合车辆动力学模型,搭建牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真平台,通过牵引传动模型对车辆动力学模型施加电机转矩,并将车辆运行速度反馈给牵引传动模型,实现牵引传动和动力学的动态协同仿真。结果表明,车辆动力学响应可反映电机转矩脉动的影响,计算结果的频率成分更加丰富,更加符合真实情况,与单学科仿真相比更加具有优势。

轨道车辆二系横向减振器半主动控制仿真研究

文章提出了一种同时控制车体的横移振动、侧滚振动在横向方向上的分量及摇头振动在横向方向上的分量的半主动悬挂控制策略,并以某轨道车辆为研究对象,采用动力学软件和控制软件,建立车辆动力学-半主动控制模型,研究二系横向减振器半主动悬挂下车辆振动的变化规律。结果表明:半主动悬挂相比被动悬挂只改变车体振动主频为1 Hz附近时的振动加速度幅值,基本不改变振动的主频;采用半主动悬挂方式后,车体横向平稳性指标最大优化11.77%,车体振动加速度均方根最大优化21.77%,车体振动加速度最大值绝对值最大优化14.73%;为了保证半主动悬挂控制的效果,需将二系横向减振器的半主动响应时滞时间控制在60 ms以内。

时速100km带内藏门车辆车体结构设计

文章通过对铝合金车体关键部件设计,并对车体进行静强度、刚度和模态分析,探讨出一种满足时速100 km带内藏门城轨车辆要求的车体结构,为提供适应城郊大载客量快速轨道交通要求的城轨车辆做准备。

镁合金报废产品回收处理技术的进展

镁合金报废产品的回收处理是镁合金绿色材料生命链中的重要环节。介绍了镁合金产品的应用前景,分析了报废镁合金产品回收处理技术的现状,重点介绍目前可用于回收处理报废镁合金产品的方法以及检验回收处理效果的技术。

镁合金3C产品外壳回收处理工艺研究

镁合金报废产品的回收处理是镁合金绿色材料生命链中的重要环节,但是由于镁合金报废产品表面涂层性质稳定、附着力强、不容易去除,所以报废产品回收困难,目前国内外对镁合金废料回收处理大多停留在回收压铸过程中产生的废料阶段。通过与深圳富士康公司合作,共同研究报废镁合金笔记本电脑外壳回收处理工艺,采用化学溶液处理,快速有效地去除镁合金笔记本电脑外壳表面的有机涂层,从而提高镁合金笔记本电脑外壳的回收熔炼质量,使之能够再次循环使用,这将有利于我国加快推进节约型社会建设,促进经济社会全面协调可持续发展。

转向架构架静强度仿真模板开发研究

介绍了基于ANSYS WorkBench开发的转向架构架静强度仿真模板,主要分析了模板流程、输入接口、模型处理、高精度应力结果等关键技术,实现了构架的网格划分、工况定义、计算参数与工作面定义、边界条件定义、求解设置和仿真报告自动生成模块。

标准B型地铁车辆的耐碰撞性能研究

以国内某标准参数B型地铁车辆为研究对象,对分别以15 km/h和25 km/h的速度去撞击一刚性墙进行有限元模拟研究,分析车体在碰撞过程中的塑性变形程度以及撞击力,速度和加速度等参数的变化。得出该车在15km/h的速度下的动能可由车钩完全吸收,车体与防爬器不参与能量的吸收过程,在25 km/h的速度下只有车体前端发生塑性变形,客室没有发生破坏,满足车辆的碰撞要求。

新德里RMGL项目车体耐碰撞性能研究

在AW3工况下,利用有限元模拟软件HyperMesh和Ls-Dyna对新德里RMGL项目车体进行被动安全性及耐撞性分析。以弹簧代替车钩建立一列车与另一列车的碰撞模型,运用瞬态非线性有限元碰撞仿真方法,分析两列车的碰撞过程,结果满足EN 15227中车辆的碰撞要求。

基于ANSYS WorkBench的转向架轮对仿真模板开发和研究

开发了基于ANSYS WorkBench平台的转向架轮对强度仿真模板,介绍了模板流程化分析技术和参数化设置方法。利用该模板分析了某型机车轮对的静强度和疲劳强度,且对比分析模板计算结果与经典ANSYS的计算结果,结果显示两者计算结果的误差极小,该模板的开发为转向架轮对的设计与验证提供了参考依据。

快速客运机车碰撞保护系统设计与分析

描述了快速客运机车碰撞保护系统的组成,碰撞保护系统的设计及作用过程,对碰撞保护元件间的性能参数进行了分析,使用显式动态有限元方法对机车碰撞保护系统进行仿真和元件性能的对比分析,分析结果表明碰撞保护系统能对机车车体起到较大的保护作用,有利于列车系统及司乘人员的安全。

泡沫填充铝合金多胞防爬器的吸能机理

提出了一类新型防爬器—泡沫填充铝合金多胞防爬器,并通过数值仿真结合试验验证的方法研究了其在轴向荷载作用下的能量吸收机理。结果表明,填充闭孔泡沫铝并提高其密度可以在峰值压溃力几乎不变的前提下有效提高铝合金多胞防爬器的能量吸收能力,且能够进一步提升蒙皮材料的吸能潜力。此外,当壁厚较小时,该防爬器极易产生不利于能量吸收的整体失稳;而壁厚增大时,防爬器的变形模式趋于稳定,总能量吸收增加,且蒙皮材料的能量吸收占比逐渐增加。

城轨车辆铝合金车体端部结构设计

文章阐述了城轨车辆车体端部结构的设计思路,并对缓冲梁的外轮廓进行了优化。此外,还对该端部结构进行了强度有限元分析和静强度试验。

基于LMS系统的空调板模态仿真及试验联合应用研究

介绍了某型地铁车体空调板的试验与仿真在模态分析上的联合应用过程,论述了模态的计算和应用、激励响应点的确定和验证,以及试验与仿真计算结果的对比等,实践了基于仿真计算技术的模态试验方法。

城轨车辆用某型铝合金框架结构失效分析

本文针对城轨车辆用某型7XXX系铝合金框架结构出现的裂纹问题,采用光学金相、扫描电镜、透射电镜等表征手段进行了失效分析,探明了结构故障的原因,同时结合有限元分析揭示了材料的失效机理。结果表明,本文所述铝合金框架结构故障类型为环境腐蚀和疲劳耦合作用引起的开裂。其主要微观机理在于,材料本身晶界析出相呈连续分布,耐蚀性能不足,在焊接热影响下,容易使得材料形成晶内析出相数量减少,晶界连续分布着粗大析出相的组织特征,从而容易在腐蚀环境和疲劳载荷的作用下产生失效;有限元分析结果表明,该故障位置最低寿命约105.2次,约74万Km,与实际寿命基本吻合。

轻轨车辆整车噪声预测及验证

随着人们对轨道车辆振动和噪声舒适性要求的提高,轨道车辆整车噪声的预测显得尤为重要。传统的噪声计算方法如有限元法、边界元法和统计能量法SEA的建模时间较长,计算复杂。该文介绍了一种基于经验公式的整车噪声快速计算方法,对车辆分段成多声学腔体,并采用多腔体耦合模型进行计算。然后,基于整车噪声快速计算方法对轻轨车辆进行整车噪声参数输入和预测计算。计算结果显示:静置工况下客室内噪声平均值为62.5 dB(A),运行工况下前两节车辆客室内噪声平均值分别为67.5 dB(A)和67.2 dB(A),运行车外噪声为78.3 dB(A),均满足轻轨车辆噪声限值标准要求。最后对整车噪声预测结果进行了试验验证。结果表明,轻轨车辆整车噪声平均计算误差小于2 dB(A),达到了行业内较高的计算精度要求。

迫导向机构对中低速磁浮车辆曲线通过性能的影响

为研究迫导向机构对中低速磁浮车辆的影响,建立了精细化的四模块、五模块中低速磁浮车辆动力学模型。对比分析了四模块、五模块中低速磁浮车辆通过曲线线路时有、无迫导向机构的动态响应差异,以及迫导向机构在不同未平衡加速度下的作用机制。结果表明,当未平衡加速度较大时,迫导向机构发挥导向作用;反之,迫导向机构发挥抗导向反作用。抗导向时,四模块中低速磁浮车辆迫导向机构转臂受力较大时,可采取中间移动滑台拆分的方式降低受力。在横风等强激扰下,迫导向机构对中低速磁浮车辆曲线通过性能具有积极意义。

考虑基础结构损伤的无砟轨道-车辆耦合动力模型及其求解

为了探究无砟轨道结构损伤与车轨动态相互作用的相互影响机制,基于经典的车辆-轨道耦合动力学理论,利用混凝土弹性损伤本构考虑无砟轨道结构的损伤效应,将车辆简化为多刚体系统,并假定随机性的轨面不平顺以单节车长为周期重现,利用Hertz非线性接触实现车辆系统与含损伤无砟轨道系统的垂向传力耦合,从而建立考虑轨道结构损伤效应的无砟轨道-车辆垂向耦合周期性动力模型;为了加速该同时包含材料非线性和接触非线性的动力模型求解的收敛速度,采用隐式动力预测-校正算法和轨道-车辆系统交叉迭代的求解策略,实现了含损伤无砟轨道-车辆垂向耦合动力模型的隐式快速求解。

广州机场线地铁车辆车体设计

文章从车体方案,底架、侧墙和顶盖结构,以及静强度分析和车体试验方面,介绍了广州机场线时速120 km铝合金B型车辆车体的特殊结构。

轮对系统随机动态分叉研究

运用随机平均法对轮对系统的随机分叉行为进行研究,对比亚临界和超临界分叉2种典型轮对系统随机动态分叉的差异,分析动态分叉与Hopf分叉的区别,定义全局随机临界速度,提出新的失稳判定方法。结果表明,随机激扰对轮对系统的稳定性影响很大,在随机激扰的作用下,轮对系统的临界速度会随着随机激扰的强度增大而显著降低,当轮对仅受轨道随机激励时随机激扰对稳定性的影响不大,但遇到大风等强激扰环境时,随机激扰的影响将不可忽视。随机动态分叉点对应的速度可作为全局随机临界速度,且最大Lyapunov指数法可作为新的失稳判定方法。

横风荷载下电磁悬浮EMS型磁浮车辆动态响应特性分析

强烈的横风荷载会影响磁浮列车横向稳定性和安全。为全面了解横风荷载下电磁悬浮(EMS)型磁浮车辆的动态响应特性,建立了一个精细化的3D磁浮车辆多体动力学模型,并利用CFD(计算流体运动学)方法获得了磁浮车辆的气动载荷系数。基于"中国帽子风"阵风风速曲线计算生成横风荷载,进而通过时域动力学仿真,最终获得磁浮车辆车体与悬浮架的动态响应,并从车体位移、电磁悬浮系统和关键部件等方面细致全面地分析了横风荷载下EMS型磁浮车辆动态响应特性。