A Study of Dynamic Analysis Method for the Rigid-Flexible Coupled Bar Linkage System

In order to present a dynamic analysis method for the rigid-flexible coupled bar linkage system(RFCBLS),the flexible element motion equation was gotten by Lagrange Equation and the rigid element motion equation was gotten based on rigid constraint conditions.The multi-body system(MBS) is a complex mechanism and its components have quite different rigidities.If it is considered as a rigid MBS(RMBS) to do its dynamic analysis,elastic deformation's ignorance will lead to inaccurate analysis.If it is considered as a flexible MBS(FMBS) to establish,analyze,and solve the model,quite large system equations make it difficult to solve.The better method is as follows:the complex mechanism system is regarded as a rigid-flexible coupled system(RFCS) to make dynamic characteristic of rigid components be equivalent,system equation is established by FMBS' way,and system equation dimensions are reduced by transition matrices' introduction.A dynamic analysis method for rigid element and flexible element coupling was presented based on the FMBS.The analyzed crank slide-block mechanism results show that the dynamic analysis method for RFCBLS is quick and convenient.

基于改进粒子群算法的刚柔耦合模型车辆平顺性研究

针对刚柔耦合车辆的振动控制问题,建立了半车7自由度刚弹耦合动力学模型,用欧拉伯努利梁模型对其进行简化。针对传统粒子群算法容易陷入局部最优解等缺点,引入混沌初始化、动态惯性权重和自适应学习因子对算法进行优化,提出一种基于改进自适应惯性权重的粒子群算法。最后,通过MATLAB仿真建模分析,从车架位移等4个性能方面将无优化悬架、传统粒子群算法优化和改进粒子群算法优化3种情况下的结果进行对比。结果表明,在所有指标中改进粒子群算法的结果均显著优于其他二者,证明了该算法的有效性,可以显著改善车辆的行驶平顺性和驾驶稳定性。

时速120 km接触网刚柔过渡系统方案弓网受流特性研究

刚柔过渡区段是接触网系统的重要组成部分,其结构复杂,是影响弓网受流性能的关键区段,为此需要开展时速120 km刚柔过渡系统方案研究,为项目实施提供理论支撑。本文以有限元理论为基础,建立刚柔过渡仿真模型,通过弓网动力学计算,对120 km/h刚性接触网不同刚柔过渡系统方案进行分析和优化。

城市道路短路桥过渡段路基路面设计与应用研究

针对徐州睢宁县汇金路建设工程春水河桥西桥头路桥过渡段过短,无法应用当地典型台背回填方案的问题,提出填砂法、泡沫轻质土法两种台背回填方案,并进行优缺点分析与方案比选。在综合考虑建设工程质量、路基强度、运营期桥头稳定性和运行舒适性的情况下,确定采用泡沫轻质土法。给出泡沫轻质土法方案设计要点,并进行抗浮稳定性验算,提出在做好桥头路基过渡的同时,应做好路面结构的刚柔过渡,才能更好地解决桥头跳车问题。

钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力性能的影响

为研究钢轨波磨对高速车辆-道岔系统动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔刚柔耦合动力学模型,考虑道岔区多钢轨的柔性变形,通过数值模拟来描述钢轨表面波磨;考虑钢轨波磨的分布相位、波长、波深及通过速度等影响因素,重点分析道岔区波磨工况下轮轨垂向力和车辆部件垂向振动的变化规律。研究结果表明:在尖轨顶宽40 mm处,当钢轨波磨处于波深时变率最大的相位时,尖轨侧轮轨垂向力最大;道岔区波磨会缩短轮载过渡段长度;当波长为150 mm、波深达到0.08 mm时,尖轨侧车轮在轮载过渡段完全减载,出现瞬间轮轨分离现象;轮轨垂向力、车辆轴箱垂向振动加速度最大值与波长呈负相关,与波深、速度呈正相关。

基于YOLOv4目标检测算法的城市轨道交通刚性接触网悬挂状态智能检测系统的设计与应用

目的:为提高城市轨道交通刚性接触网典型病害的检测效率与精度,降低成本,保障线路运营安全,需对刚性接触网悬挂状态检测方法进行进一步研究。方法:介绍了YOLOv4目标检测算法,阐述了该算法的优点;提出了基于YOLOv4目标检测算法的刚性接触网悬挂状态智能检测系统,详细介绍了该系统的架构组成及技术参数;将基于YOLOv4目标检测算法的刚性接触网悬挂状态智能检测系统应用于北京地铁某线路刚性接触网悬挂状态的检测中。结果及结论:基于YOLOv4的刚性接触网悬挂状态智能检测系统实现了对刚性接触网悬挂状态的快速巡检及全面高清成像,以及对接触网零部件悬挂状态病害的智能分析及数据管理。该系统在北京地铁某线路上取得了良好的工程应用效果,可在车载运行状态下完成对接触网悬挂状态的智能检测。

纳米导电精解决弓网异常磨耗在城轨交通中的应用

架空刚性悬挂已逐渐成为城市轨道交通接触网架设的主要方式。近年在长沙地铁运营中发现,刚性接触网弓网磨耗情况出现季节性变化,尤其冬季过于严重。通过研究纳米导电精的性能特性,分析碳滑板及接触线的磨耗特征,采用在碳滑板上涂抹纳米导电精的方式,可明显改善弓网磨耗异常问题,进一步优化地铁弓网匹配关系,对降低运营成本、提高弓网取流效果、提高地铁安全性,均具有重要意义。

福州至长乐机场城际铁路刚性接触网设置方案研究

结合隧道限界和项目实际情况,基于仿真分析软件建立弓网仿真模型,深入研究福州至长乐机场城际铁路工程最高160km/h运行时速下刚性接触网设置方案,受电弓、碳滑板材质等关键零部件方案,以及160km/h架空刚性接触网弓网动态相互作用等。

基于ADAMS的刚柔耦合汽车悬架性能分析

文章介绍了在ADAMS软件中建立柔性体的方法;建立了刚柔耦合的汽车麦式独立前悬架与双连杆独立后悬架系统模型;对悬架系统进行运动学分析,并通过仿真结果与实测数据的比较,证明了刚柔耦合悬架模型比刚体悬架模型更为准确。

考虑悬架柔性的刚柔耦合汽车平顺性研究

目前对车辆平顺性的研究一般采用多刚体动力学的方法,而没有考虑悬架柔性体对其的影响,致使仿真值和实际值存在一定差别。为了提高模型的仿真精度,基于多体动力学理论,有限元及模态综合法建立了计及前悬架横向稳定杆,下摆臂和后悬架扭转梁柔性的刚柔耦合整车模型。建立B级随机路面模型,对整车进行随机路面平顺性仿真计算。研究结果表明:与多刚体模型相比,刚柔耦合作用使座椅加权加速度均方根值减小,刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,说明在研究整车平顺性时,建立刚柔耦合悬架模型是有必要的。

基于悬架刚柔耦合模型的汽车平顺性

基于多体动力学理论,应用机械系统分析软件ADAMS/Car,建立了计及悬架下摆臂、纵向推力杆和横向稳定杆柔性的刚柔耦合整车模型,其中柔性杆件的模态通过有限元分析获得。对车身、下摆臂垂直加速度功率谱密度以及悬架动行程和轮胎动位移进行了分析,并与多刚体模型的仿真结果进行了比较。研究结果表明：与刚体模型相比,刚柔耦合的作用使车身垂直加速度功率谱密度的幅值降低了21.5%,下摆臂垂直加速度功率谱密度的峰值减小71.3%,轮胎动载荷减小约10%,悬架动行程增大15%-20%;刚柔耦合模型之间的差异随车速提高,悬架构件的柔性在汽车平顺性分析中不可忽视。

基于空簧悬挂特性的高铁车辆垂向振动舒适性对比研究

在对车辆振动舒适性进行型式试验和仿真分析的基础上,以拖车为对象,研究空簧悬挂对车辆垂向振动舒适性和地板振动的影响。对车辆的多体系统仿真结果表明:采用德系空簧时车辆的垂向振动舒适性较使用日系空簧时提高了约10%;而在德系空簧辅以二系垂向减振器的组合悬挂下,车辆的垂向振动舒适性介于使用德系空簧与日系空簧之间。对车辆的刚柔耦合仿真表明:当车辆以不低于300km.h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的高频垂向振动主要为转向架上方的局部模态振动,而且随着速度的降低,其振动能量逐步减小或消失;车体地板中部的振动是以1阶和2阶垂向弯曲模态振动为主的中频振动,并且与二系悬挂形式关系不大;当车辆以低于300km.h-1的速度在直线和7 000m半径曲线线路运行时,地板前端的垂向振动主要是低频振动,并且与二系悬挂方式有较强的相关性;增设二系垂向减振器后,虽然可以弥补德系空簧低频性能的不足,但有可能因高频阻抗过大而造成1阶垂向弯曲模态振动的增强。

车下设备的连接方式及悬挂参数匹配研究

随着铁道车辆运行速度的提高,复杂的车下设备对车体的振动影响不能忽视。将车体考虑成等截面欧拉梁,建立了车辆刚柔耦合的垂向动力学简化模型,考虑了设备弹性悬挂和刚性悬挂两种连接方式对车体振动的影响。结果显示,弹性悬挂能够有效抑制设备高频振动能量的传递,降低车体的弹性振动。为了讨论车下设备弹性悬挂参数与车体结构振动的匹配关系,详细地分析了不同悬挂刚度和阻尼对车体振动的影响。当刚度设置在合适的范围时,由于车下设备与车体间同向和反向运动,使车下设备的传递率下降,车体的振动降低。同时,提高悬挂阻尼也在一定程度上能够抑制车体的振动。

麦弗逊前悬架的刚柔耦合模型仿真及优化分析

在Adams/Car环境中建立某车麦弗逊前悬架的多刚体模型和刚柔耦合模型,分别对其进行双轮同向激振仿真,分析车轮定位参数的变化规律.结果证明刚柔耦合模型和多刚体模型分析结果基本一致.针对车轮定位参数变化规律的不合理性,利用Adams/Insight对悬架部分硬点进行灵敏度分析并优化硬点坐标,使车轮定位参数在一定的范围内变化,改善悬架的性能.

基于俯仰角加速度的驾驶室悬置系统修改

采用柔性化的驾驶室建立驾驶室悬置系统的多体动力学模型,通过道路试验测得仿真模型的激励和验证信号,从自由度、加速度均方根值和系统模态等三个方面验证了模型的正确性。以俯仰角加权加速度均方根值为优化目标,在频域内对驾驶室悬置参数进行了正交试验匹配,使得不同车速下座椅处的俯仰角加权加速度均方根值平均降低14%,垂向加权加速度均方根值平均降低9%,驾驶室悬置动扰度平均降低18%。最后重新设计了驾驶室前后悬置弹簧。

基于MSC.fatigue的某微客横向稳定杆疲劳寿命分析

横向稳定杆是汽车独立悬架上的一个重要的安全部件,由于其长期出于交变载荷中,对其进行疲劳寿命分析就比较重要。基于刚柔耦合相关动力学理论在Adams/car中建立汽车前悬挂模型,提取极限工况下横向稳定杆的最大位移,作为横向稳定杆强度计算的输入载荷;采用Nastran SOL400对横向稳定杆进行非线性强度分析,计算出疲劳寿命分析所需要的应力输入;在MSC.fatigue中采用S-N对横向稳定杆进行疲劳寿命分析。建立了一套系统分析横向稳定杆疲劳寿命的分析方法,为其他汽车零部件的疲劳强度分析提供了参考。

旅行车独特悬架系统的运动特性

利用ADAMS软件建立麦弗逊支撑杆摆臂式独立前悬架和带横置钢板弹簧独立后悬架系统的动力学仿真模型,进行运动学仿真分析和试验研究,得到随车轮跳动悬架各项定位参数的变化规律。前悬架车轮前束角的变化趋势和幅值不合理,将增加汽车的过度转向趋势和加剧轮胎磨损。与传统建模方法相比,刚柔耦合建模技术能有效提高带横置钢板弹簧的独立悬架系统的运动特性的仿真分析精度。

含橡胶衬套的后悬架柔性扭力梁结构优化

基于刚柔耦合多体动力学理论,利用相关有限元和多体动力学分析系统Hyper-Works及MSC.Adams,建立包含橡胶衬套且具有刚柔耦合特性的复合扭力梁式后悬架模型。施加与实际受力情况一致的边界条件,依据企业试验标准进行结构强度计算。分析结果表明该扭力梁左右两端的局部应力较大。对该处进行相应结构改进和优化,再次进行仿真计算,发现优化方案较好地改善了扭力梁的应力分布,解决了该处因局部应力过大而导致的后悬架断裂的问题。

基于故障树法的城市轨道交通牵引供电接触网可靠性分析

分析了城市轨道交通牵引供电系统柔性及刚性接触网各自的特点、常见故障及差异,运用故障树分析法对两种接触网的可靠性进行研究。分别建立故障树失效模型,并作定性分析后找出导致接触网失效的最小割集,再通过定量分析得到顶事件的不可靠度和各底事件的结构重要度、概率重要度,然后进行排序后找到最易导致接触网整体失效的故障类型。分析结果表明,刚性接触网在可靠性上优于柔性接触网。这为接触网系统的可靠性评估提供了科学依据和手段。

考虑刚柔耦合特性的SUV控制臂强度分析

针对企业某SUV控制臂强度能否满足使用要求的问题,以其麦弗逊前悬架控制臂为研究对象,运用HyperMesh建立了控制臂有限元模型。针对4种不同工况下的载荷边界条件,建立了以控制臂为柔性体的刚柔耦合的麦弗逊悬架动力学模型,将建立的悬架模型进行运动学仿真与实车K&C测试数据对比验证了悬架模型正确性,通过施加各个工况下的轮胎接地力进行静载仿真分析确定了控制臂载荷输入,应用惯性释放法对控制臂进行了强度分析,为验证和改进控制臂的结构提供了理论依据。