跨坐式单轨车辆的临界侧滚角

跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力显著地受到稳定轮和导向轮与轨道接触状态的影响.当转向架一侧的稳定轮离开轨道梁侧面时,跨坐式单轨车辆的抗倾覆能力将大大降低.建立了跨坐式单轨车辆的侧倾方程,推导了跨坐式单轨车辆柔性系数的计算公式,分析了稳定轮和导向轮与轨道接触状态对浮心高度和柔性系数的影响.提出使用车体临界侧滚角来衡量跨坐式单轨车辆抗倾覆能力的变化.推导了跨坐式单轨车辆的临界侧滚角的计算公式,并使用UM软件动力学仿真验证了上述公式的准确性.依据临界侧滚角讨论了稳定轮预压力合理的设置数值.当稳定轮预压力已设定时,在保证车辆具有良好的抗倾覆能力前提下,应对曲线通过设定最高限速和最低限速.

跨座式单轨抗倾覆性能与临界侧滚角分析

跨座式单轨是一种具有独特的走行机构,车辆的承载、走行和导向均依赖走行部的新兴交通工具。由于走行轮之间的轮距较小,车辆需要设置稳定轮以增加抗倾覆能力。从柔性系数及浮心高度等方面讨论影响跨座式单轨抗倾覆性能的因素,并推导适合车辆的矩阵方程,从而明确车辆临界侧滚角与稳定轮预压力的关系,以及稳定轮预压力的取值合理性。应用动力学仿真方法对柔性系数及稳定轮预压力推导公式进行验证。

双激光器火车侧滚角图像检测方法

针对车辆蛇形运动、横向摆动和侧滚姿态导致的轮轨磨耗严重、脱轨危险系数大等问题,研究双相机双激光器在线检测轮对侧滚角的图像处理方法;将2组激光器和相机分别安装在2条轨道上方的转向架上,对采集的轨面激光点图像进行梯形校正、轨道边缘直线检测和激光点位移测量,采集的位移数据用以判断和计算车辆的实际橫移和侧滚角。模拟转向架设备的检测实验结果表明,双激光器检测车辆橫移的误差小于0.5 mm,相对误差小于8%,检测车辆的侧滚角小于6°,误差小于0.2°,测量精度高,抗干扰性能强。

抗侧滚扭杆装置建模方式对车辆动力学性能的影响

详细推导了抗侧滚扭杆装置对车体的作用机理,采用一个集中点力元代替整套扭杆装置建模。仿真计算结果表明,误差在允许的范围内,简化建模完全可以取代完整建模,不会对车辆动力学计算的各项指标造成影响。

抗侧滚扭杆对出防风明洞列车安全性影响研究

针对高速列车驶出兰新第二双线特有防风明洞工程时存在突变气动载荷,探讨了抗侧滚扭杆对国内某型高速列车抗倾覆安全性的影响.采用日本Yu Hibino详细解析式方法,针对国内某型高速列车建立其车辆倾覆受力及倾覆力学模型,对车速、风速和风向角变化时,抗侧滚扭杆对该型高速列车的倾覆系数和侧滚角等的影响进行了计算研究.分析结果表明:抗侧滚扭杆有效改善了该型高速列车的抗倾覆性能.增设抗侧滚扭杆后,车辆倾覆系数降低约10%,侧滚角降低约75%.

车体侧滚对列车气动性能和运行稳定性的影响

为探明横风作用下车体侧滚对列车气动性能和运行稳定性的影响,采用三维、定常、不可压缩雷诺时均方程和k-ε双方程湍流模型,对CRH5G动车组进行仿真计算。研究结果表明:当侧滚角从0°增加到2.5°时,车底部迎风侧负压减小,绝对值最大相差532 Pa,车顶迎风侧负压增大,绝对值最大相差579 Pa,车底压力变化的区域更大,车顶和车底背风侧的压力变化都不大;头车后部车底负压减小,绝对值最大相差470 Pa;气动力方面,列车升力增大,头车升力变化最为明显,从0.15 k N增加到16.6 k N;头车的点头力矩提升了20%,尾车的点头力矩下降了7%;进一步的车辆动力学仿真计算结果表明:车体侧滚引起的气动载荷变化对列车脱轨系数、倾覆系数的影响很小。因而在研究横风作用下的列车运行稳定性时,一般可不考虑车体侧滚对气动性能的影响。

旁承垂向阻尼力对敞车重车车体侧滚性能的影响

为解决敞车在重车工况下通过AAR标准中特殊激扰线路时车体侧滚超限的问题,利用车辆系统动力学仿真分析软件NUCARS建立了敞车的动力学计算模型,分析了旁承垂向阻尼力对重车车体侧滚角的影响。结果表明,增加旁承垂向减振功能,能有效抑制车体侧滚角,且对车体垂向振动加速度无不利影响。

偏载状态的跨座式单轨车辆抗侧倾性能研究

跨座式单轨车辆在运营中经常出现横向偏载的情况。文章针对该问题建立偏载力矩作用下跨座式单轨车辆的侧倾方程,推导出车体重心横向偏移距离和车体侧滚角之间的关系;依据临界侧滚角理论,提出用临界侧滚角裕量来衡量偏载力矩作用下的车辆抗侧倾能力,并利用多体动力学软件UM仿真验证推导公式的准确性;最后讨论了跨座式单轨车辆偏载力矩形成的各种原因。研究表明:偏载明显影响跨座式单轨车辆的抗侧倾能力,车体侧滚角与车体重心偏移距离成正比,临界侧滚角裕量能够反映出车体偏载对车辆抗侧倾能力变化的影响。

大风条件下动车组滚摆振动特性研究

采用基于机器视觉的动态偏移量检测方法,对某动车组在兰新第二双线百里风区大风条件下的动态偏移量参数进行实车测试试验。结合动力学仿真的模态分析和实车试验数据的频谱分析,得到大风条件下动车组以下心滚摆振动为主;通过相关性分析,说明了大风条件下侧滚角和重心横移量在一定范围内存在线性关系;结合实车试验数据,分析了大风条件下车辆侧滚角和重心横移量之间关系的具体变化规律,得出大风条件下,当重心横移量在[-20,20]mm之内时,随着车辆振动的加剧,滚摆中心有降低的趋势。

基于多目标协同优化算法的单轴式单轨车辆系统参数优化研究

为提高单轴式单轨车辆的稳定性能,分析了带空间杆系结构的单轴式转向架跨座式单轨车辆结构,建立了带空间杆系结构的单轴式单轨车辆非线性动力学模型。利用全局灵敏度方法,开展了单轨车辆空间杆系结构定位参数、悬挂参数对单轴式单轨车辆稳定性能灵敏度分析。以单轴式单轨车辆车体侧滚角和轮重减载率为目标,以车辆曲线通过性为约束,基于改进型遗传算法(NSGA-II)对单轴式转向架空间杆系结构定位参数及系统悬挂参数开展优化研究。优化结果显示:参数优化后,单轨车辆车体侧滚角减少了6.695%,轮重减载率减少了9.262%,提升了单轴式单轨车辆的运行稳定性。

液压减振器失效对跨座式单轨车辆动力学性能的影响分析

以某国产跨座式单轨车辆为研究对象,采用动力学仿真软件建立跨座式单轨系统动力学仿真模型,分析液压减振器不同失效工况对车辆动力学性能的影响。重点考察了倾覆系数、水平轮径向力、车体侧滚角和运行平稳性指数。分析结果表明:车辆在曲线轨道运行过程中,液压减振器不同位置失效工况下车辆的倾覆稳定性、抗脱轨稳定性与运行安全性均会变差,且发生工况五或工况六时,动力学性能最差,此时会严重影响到车辆的稳定运行,应减速停车疏散乘客;而车辆在直线轨道以最高运行车速75 km/h运行时,液压减振器不同的失效工况下车辆的横向和垂向平稳性与正常工况运行相比,横向平稳性影响较小,但对车辆的垂向平稳性影响较大。

一种新型陆标敏感器算法的研究

卫星姿态将直接影响卫星执行任务结果和在轨寿命,陆标敏感器可以从卫星遥感图像信息中获取卫星的姿态信息。提出一种新型陆标敏感器的算法,根据卫星计划拍摄的理论范围与实际图像范围的偏差,计算出卫星的侧滚、俯仰和偏航三种姿态偏差。该算法的优点在于能与实际任务相结合,在测量分析卫星姿态偏差的同时不影响卫星正常执行任务。

曲线超高率对单轴转向架跨座式单轨车辆曲线通过性能的影响

针对一种新型单轴转向架跨座式单轨车辆结构的曲线通过性,文章建立了"车—轮—轨"耦合动力学模型。研究不同曲线路面超高率来分析其对车辆动力学曲线通过性能的影响,通过分析仿真后的工况表数据变化得出满足车辆曲线通过性能最优化的超高率区间参数。研究结果表明:曲线超高率对车辆曲线通过性有着很大的影响;曲线超高率在6%~12%区间内增大,车辆的曲线通过性能变好;但曲线超高率超过12%时,运行阻力加大,轮胎磨耗加重,乘坐舒适性变差。因此在今后单轨列车运行线路建模时曲线超高率建议为10%~12%。

平台运动误差对机载LiDAR激光脚点分布的影响分析

为了有效地抑制与补偿平台运动误差产生的像质退化,针对机载激光雷达平台的运动特性研究激光雷达点云分布的变化规律。从理论上推导了平行扫描式激光雷达、Z扫描式激光雷达和圆锥扫描式激光雷达的点云坐标分布表达式;通过仿真讨论了机载激光雷达运动参数与激光雷达点云分布之间的规律;基于平行扫描式激光雷达,研究了5种运动误差对激光雷达点云坐标分布的影响,最终仿真得到根据影响程度由大到小依次为侧滚角误差、俯仰角误差、偏航角误差、机身上下抖动误差、速度瞬时变化误差。该研究结果为进一步研究机械补偿,以提高激光雷达系统成像的精度提供了理论依据和基础。