轮轨接触弹性约束下动力轮对转子系统振动特性分析

轮对柔性、旋转陀螺效应及其约束弹性是准确评估高速运行环境下动力轮对转子系统振动特性的关键。为此,系统开展了轮轨接触弹性约束下典型高速列车动力轮对转子系统的弯曲-扭转-轴向振动特性研究。首先,采用铁木辛柯柔性梁转子有限元理论建立了高速列车动力轮对转子系统的弯扭轴动力学方程,并分别采用刚度影响系数法和能量法推导了一种可以反映等效圆锥车轮踏面与钢轨接触特性的线性化轮轨接触单元;然后,编制了相应的MATLAB计算程序,并与建立的等效ANSYS模型作对比,验证了自编程序的正确性;其次,基于自编程序设计了四种模态模型,即弯曲模型、弯扭模型、弯轴模型和弯扭轴模型,详细对比分析了四种模型振动特性的异同和参数影响规律;最后,讨论了几种典型外部激励下动力轮对转子系统的共振稳定性。结果表明:弯扭轴模型的模态结果能够涵盖其他三种模型的所有模态信息,且模态数据保持一致;由轮轨接触刚度导致的轮对约束弹性(即支承刚度)在纵向和垂向差异显著,使轮对转子系统的1阶和2阶正涡动弯曲模态推迟出现在更高阶固有频率段,且相应的涡动轨迹呈现明显的扁平状;所讨论的典型外部激励中存在较多的能够诱发动力轮对转子系统发生共振的激励频率,尤是车轮损伤故障激励。

动车齿轮箱对动力轮对动平衡测试影响的仿真研究

以某型动车的动力轮对为例,根据双面硬支撑动平衡测试挠性转子的特性,建立动力轮对及其齿轮箱的刚柔混合动力学模型,以动平衡测试中轮对轴的径向振动幅值为目标,对动力轮对动平衡测试中齿轮箱的影响程度进行仿真研究.结果表明,带齿轮箱的动力轮对径向振动幅值是不带齿轮箱时的15～20倍,对动力轮对动平衡测试影响大.

汽车-动力两轮车碰撞前驾驶员风险感知研究

人机共驾阶段人类驾驶员对驾驶环境保持较高的风险感知水平是保证及时有效、稳定安全接管的核心。本研究通过开展风险感知模拟驾驶试验,获取了驾驶员在典型汽车-动力两轮车碰撞场景下的驾驶行为及脑电响应数据。从驾驶行为层面以制动TTC(time to collision)和平均加速度为评价指标,利用分位数回归构建了驾驶员风险感知量化模型,通过独立样本检验发现驾驶经验、碰撞场景类型对驾驶员风险感知存在显著影响。在脑电响应层面,通过双独立样本检验及FDR校正发现Alpha频段与驾驶员风险感知显著相关。此外,提出了驾驶员风险感知神经机理,包括视觉感知与认知加工两个阶段。研究结果有助于提升人机共驾汽车的安全性。

动力驱动两轮车和三轮车的属性归属问题研究

有动力驱动的两轮车和三轮车作为一种具有便捷性、经济性和灵活性的出行工具,得到了许多人的青睐,其保有量和种类日益增加。动力驱动两轮车和三轮车参与的事故数量有增无减,事后车辆属性的准确判定成为事故定性、责任划分、赔偿依据的关键因素之一。文中在总结动力驱动两轮车和三轮车及其事故特点的基础上,详细阐述法律法规、技术标准等对机动车、非机动车的管理规定和要求,归纳总结关键参数复核法、结构和参数检测法两种车辆属性鉴定方法;针对仅事后鉴定动力驱动两轮车和三轮车车辆属性的局限性,从法规标准、生产销售、使用和监管的角度分析存在的问题并提出改进建议,以杜绝和减少不规范使用动力驱动两轮车和三轮车的现象。

两轮车动力电池散热结构设计

发热问题被认为是电子设备结构设计所面临三大关键难题之一,特别是电池包散热设计关系到消费者的用户体验及生命财产安全,长期以来都是设计中的重点、难点。文章对两轮车动力电池包散热设计思路、散热设计方法进行了归纳总结,对几种散热结构设计方案进行了详细介绍,对两轮车动力电池包散热结构设计提出了新的设计思路。

飞机动力机轮动力性能测试加载方法

飞机动力机轮采用电力驱动飞机在地面自主滑行,可以减少飞机发动机驱动滑行的噪声、排放和燃油消耗,受到航空业界的普遍重视;然而,其测试技术目前仍处于起步阶段,以真实飞机为负载的测试方法面临着硬件成本高、测试环境不稳定等因素的困扰。分析了动力机轮的动力性能,依据动力机轮地面滑行的受力状态,提出了动力机轮动力性能的实验室测试方案,给出了动力机轮载荷模拟加载及控制方法;理论推导了位置跟踪型闭环负载模拟控制器的控制精度,并通过算例进行仿真验证。研究表明:采用所提出的测试方案可在实验室环境下对动力机轮的动力性能进行测试;位置跟踪型闭环负载模拟可以实现指定转动惯量的无误差加载。

轮毂液压混合动力商用车主动防侧翻控制

针对轮毂液压混合动力重型商用车功能特点,提出了基于前轮轮毂液压泵/马达差动制动的主动防侧翻控制算法。首先,建立重型车辆线性二自由度模型,根据线性二次型最优控制原理设计主动防侧翻控制器,并决策最优横摆力矩;其次,结合轮毂液压混合动力系统特点,利用安装于车辆前轮的二次元件液压泵/马达再生制动实现前轮主动制动,并设计液压泵/马达再生制动转矩前馈+反馈控制器;最后,利用TruckSim与AMESim仿真软件分别建立整车模型以及液压系统模型,并基于MATLAB/Simulink建立主动防侧翻控制算法,通过MATLAB/Simulink、Trucksim和AMESim三软件搭建联合仿真平台,选取阶跃转向和鱼钩转向两种典型转向工况进行仿真验证。结果表明,所提出的主动防侧翻控制算法能够有效提高车辆侧倾稳定性,且利用前轮轮毂液压泵/马达实现主动制动时可以有效回收部分制动能量,提高车辆经济性。

CRH_3型动车组动力车轴及轮对动力学仿真分析

应用有限元结构动力学模态分析方法,对CRH3型动车组驱动装置中的动力车轴及轮对进行了动态特性研究:对动力车轴的固有振动频率进行理论分析,并在HyperMesh中建立了动力车轴及轮对的有限元模型,通过HyperMesh-ANSYS数据接口,以ANSYS作为求解器,采用Block Lanczos法,计算出动力车轴及轮对前三十阶模态的固有频率和相应主振型。通过振型分析,为动力车轴及轮对的结构优化设计及其动态响应分析提供了理论依据。

非理想、非完整约束轮对动力学

推导了铁道车辆轮轨接触的非完整约束方程，考虑动坐标系产生的惯性力和轮对转子的陀螺力矩效应，用绝对坐标法建立了任意曲线轨道动坐标系下轮对的动力学方程，通过迭代Ｌａｇｒａｎｇｅ乘子同时得到接触点法向力（理想约束反力）和蠕滑力（非理想约束反力）。针对两点接触引起的数值积分不稳定，提出了等效一点接触模型。最后，通过验算了Ｐａｓｃａｌ考题和仿真自由轮对的蛇行运动，验证了本文轮轨模型的正确性，为开发通用车辆动力学仿真软件提供了轮轨单元。

独立轮驱动电动汽车驱动力分配策略仿真研究

为实现高速状态下驱动转向工况的车辆稳定性,采用层次化控制结构,上层控制器为运动控制器,计算总的纵向力和横摆力矩需求,其中计算横摆力矩采用滑模变结构控制方法;下层控制器为实现所需求的纵向力和横摆力矩,同时提高轮胎力利用率以增加横向操纵稳定裕度,并满足轮胎力极限、电机输出性能等约束条件,采用优化算法计算分配到各个车轮的驱动力。进行高速行驶汽车单移线仿真试验,验证本文提出的控制策略的性能。

轮对非线性动力学系统蛇行运动的解析解

在对铁路车辆系统的极限环幅值和非线性临界速度进行分析时通常采用数值方法,不便于研究其随系统参数的变化规律.轮对系统保留了影响车辆系统动力学性能的几个关键要素:如轮轨几何非线性约束、轮轨接触蠕滑关系和悬挂系统等,可以反映铁路车辆系统蛇行运动的本质特性.轮对系统自由度少、参数少,可以采用解析方法进行分析.本文选取合适的特征量把轮对非线性动力学方程无量纲化,得到了带有小参数的两自由度微分方程;采用多尺度方法对该方程进行了解析求解;给出了轮对系统极限环幅值的解析表达式并对其稳定性进行了判定;给出了轮对系统的分岔速度解析表达式,并进而获得系统的非线性临界速度的解析表达式.在对得到的解析解用数值结果进行验证后,用得到的解析解进行了系统参数影响分析.传统的分岔图计算方法(如降速法、路径跟踪法等)需对微分方程进行大量数值积分计算方可求解系统的非线性临界速度值,而通过本文获得的解析表达式可直接给出系统的非线性临界速度值和极限环幅值,便于研究轮对系统动力学特性随参数的变化规律,进行快速方案比对和筛选,为转向架结构优化设计提供参考.

轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统性能研究

合理配置系统各主要参数,是影响混合动力车辆制动性能及节能效果的关键问题。以轮边驱动液压混合动力车辆为原型,分析了轮边驱动液压混合动力车辆能量回收系统的工作原理,以原型车的1/4为基础,对辅助动力元件(蓄能器)、二次元件(液压泵/马达)的参数进行了理论分析;建立了能量回收系统的AMESim仿真模型,进行仿真分析;搭建了试验台架,开展试验验证。结果表明:在满足制动性能要求的前提下,增大蓄能器容积以及降低蓄能器最小工作压力有利于回收制动能量;二次元件的排量对制动性能的影响比较大,对制动能量的回收率影响很小;蓄能器工作压力越低,能量密度越大。

六轮摇臂-悬架式星球车全动力学建模与分析

针对星球车运行过程中存在的滑转和滑移问题,以21自由度的六轮摇臂-悬架关节式星球车为研究对象,采用多体动力学方法完成运动学描述,分析其受力状态,采用拉格朗日方程建立整车动力学模型,并依据经典地面接触力学理论,引入滑转与滑移项,建立全动力学模型并进行仿真验证。该动力学模型为星球车运动控制系统的设计提供了理论基础。

矿用双动力胶轮车用DC 1500V变频器的设计研究

对柴油和DC 1500 V架线电力为能源的矿用双动力胶轮车用变频器进行了设计研究,分析了相关技术现状,进行了硬件选型以及电气电路、电磁兼容性、保护系统等方面的设计。实验数据表明:该变频器满足矿用双动力胶轮车架线运行要求。

1435/1000 mm变轨距转向架轮对轴箱设计

变轨距转向架轮对轴箱是变轨距转向架的关键核心部件之一。简述了1 435/1 000 mm变轨距转向架轮对轴箱的特点、设计要求、设计思路及结构,对轮对轴箱结构及轮对的变轨过程进行了重点说明,并对轴箱转臂梁进行了有限元计算。计算表明,轴箱转臂梁在各个载荷工况作用下安全系数均大于1,其静强度满足标准EN 13749的要求。

本田新四驱技术:四轮驱动力自由控制系统

F1是世界车赛中最高级别的赛事。在这个最新技术竞相争妍的领域，日前又出现了一项一旦配备，便可所向披靡的新技术。这就是本田今年秋季将在全面改进的“LEGEND(北美名：AcuraRL)”上配备的新四驱技术——“四轮驱动力自由控制系统”。

心轨轨顶降低值对轮岔动态相互作用影响研究

利用能够准确反映轮岔接触特性的车辆-道岔系统动态相互作用模型,从轮岔振动和轮岔接触几何关系两个方面,研究岔心区心轨关键截面轨顶高度降低值对高速道岔系统动力的影响特性。结果表明,通过设置合理的长短心轨关键截面轨顶高度降低值可以明显降低轮岔动态相互作用,达到道岔区低动力作用目的。针对现有某种高速道岔心轨轨顶高度设置,提出心轨关键截面新的轨顶降低值方案。与既有轨顶高度设置相比,本文建议方案在不影响轮岔接触特性前提下降低了轮岔动态相互作用,有利于延长道岔使用寿命。

星球车导航与动力学联合仿真平台设计研究

针对火星及其他星球探测复杂通过性任务使导航控制系统设计面临的困境,提出星球车导航与动力学联合仿真平台的总体设计思路。基于修正的Bekker理论模型,以MSC.ADAMS软件为基础,通过子程序二次开发,建立含松软土壤环境下轮壤接触星球车动力学模型;采用C++建立交互式并行仿真系统,协同调用动力学模型与导航控制模型并行解算形成联合仿真的闭环系统,实现导航控制系统与动力学模型的无缝链接和并行高效解算。选取合适土壤特性参数,给定导航指令,对星球车特殊工况,如车体抬升、抬轮、蠕动进行仿真,结果表明,平台能够真实实现星球车导航与动力学的联合仿真,为星球车导航控制系统的设计奠定基础。

高速铁路轮轨噪声预测方法、特性规律及控制措施

基于轮轨相互作用原理和振动声辐射理论,阐述轮轨噪声发声机理。根据轮轨噪声发声机理,阐述轮轨噪声预测流程及涉及到的轮轨粗糙度、旋转轮对和无限长周期轨道结构声振特性、轮轨力特性以及它们的计算方法。结合现场测试数据和模型预测结果,揭示轮轨噪声特性规律、影响因素以及常用轮轨噪声控制措施。在阐述上述内容的同时,提出需要进一步深入研究的问题。