稳定轮失效对跨坐式单轨车辆运行安全性及舒适性的影响

通过Simpack建立稳定轮失效而安全轮正常工作的跨坐式单轨车辆动力学模型,根据安全性及舒适性评价指标,研究在横风作用下稳定轮失效对车辆的安全性及乘客舒适性的影响。结果表明,在横向风条件下,稳定轮失效的单轨车辆仍具有一定的安全运行能力,通过曲线时不会发生倾覆;但抗倾覆稳定性变差,在直线或曲线时乘客舒适性恶化。建议稳定轮失效后车辆应减速行驶,尽快到邻近站点疏散乘客。

基于Lie理论对两轮不稳定小车的变结构控制

为了有效控制两轮不稳定小车,减少在控制过程中产生的抖振,首先利用一种非线性系统微分几何方法—Lie理论对两轮不稳定小车系统进行坐标和输入量的变换,实现了系统的局部反馈线性化,进而通过近似得到系统的线性模型。然后针对常规滑模变结构控制抖振较强的问题,设计了一种新的滑模控制方法,用动态滑模变结构控制。方法通过设计新的切换函数,使切换函数与系统控制输入的一阶或高阶导数有关,可将不连续项转移到控制的一阶或高阶导数中去,得到在时间上本质连续的动态滑模控制律,有效地降低了抖振。仿真和实验结果表明,采用的方法以及设计的控制器对不稳定小车的控制是有效的。

轮对自稳定性及提速轨道车辆MBS仿真研究

提速轨道车辆需要开展轮轨关系改进与提速转向架动态设计MBS协同仿真研究,正确处理(非)线性的辩证关系,努力维系轮对自稳定理想状态。CRH5转向架仅凭XP55踏面就实现了轨底坡由1∶20到1∶40的轨道参数转变,因而安全稳定裕度不充裕是其引进转化所遗留的1个固有技术问题。但是改用XP55踏面也带来了诸多技术效果,如低磨耗区域拓宽至16 mm并使磨耗轮轨局部密贴型接触的发生概率降低。在经常性的横风扰动下,轮轨匹配及动态仿真分析表明:钢轨轨头打磨修型至60N处理削弱了因上述轮轨关系改进设计所带来的技术效果,进而成为了防风沙动车组CRH5G产生磨耗振动的直接原因。为了增强抵御极端气候影响的稳定鲁棒性能,制订了抗蛇行参数优配方案,明确了CRH5的技改方向。

橡胶轮胎跨座式单轨车辆力学性能分析

建立了跨座式单轨车辆理论模型和动力学模型,分析了单轨车辆的运动状态特别是轮胎的受力情况。仿真结果表明,导向轮和稳定轮需要结合轮胎性能设置合理的预压力,以保证车辆的抗倾覆稳定性和运行安全性,并避免过大地增加车辆的运行阻力;通过对3种导向轮与稳定轮的布置方案进行对比分析可知,合理地设计导向轮与稳定轮的布置方案,可以改变构架的转动中心,优化车辆的侧滚刚度和摇头刚度,从而改善车辆的运动状态和动力学性能,减小走行轮的侧滚角和侧偏角以及导向轮与稳定轮的侧滚角,改善轮胎的受力状态,从而减少轮胎的磨耗。

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。

基于整车稳定性态的自适应高速转向架动态设计

自适应高速转向架动态设计以整车稳定性态分析图引领转向架参数优配,能够彻底消除“一次蛇行”或其他类似现象,并以十分充裕的安全稳定裕度兼顾轮对自稳定性和回转阻力矩有效性。为了满足正则摄动问题的运动一致性或模型有效性的前提条件,整车稳定软件分析流程严格遵循设计模态分析规则。为了避免正则摄动转变为奇异摄动,利用拓扑关系图不断对仿真模型进行精细化处理,并采用基于2阶差分技术的Newmark算法提高计算效率。通过两个应用案例对自适应快速/高速转向架的综合评估表明,新车状态下车体摇头轻微晃动有助于车轮踏面形成均匀磨耗,前后电机组合弹性架悬更有利于降低蛇行参振质量。

基于扫描反射镜的惯性稳像控制系统设计

在基于扫描反射镜的惯性稳像工作原理分析的基础上,讨论了几种惯性稳像构型的结构形式和特点。针对具有惯性稳定轮的传动式稳像构型,推导了稳像回路的数学模型,设计了稳像控制算法,并且利用Matlab仿真对稳像控制算法进行了验证;最后,设计了稳像精度测试方案并进行了稳定精度测试。测试结果表明,该稳像系统对扰动抑制能力较高,能满足实际应用要求。

轻型跨坐式单轨车辆动力学性能评价指标分析

在总结跨坐式单轨车辆动力学性能评价指标研究成果的基础上,分析了庞巴迪公司轻型跨坐式单轨车辆的特点,初步论证了轻型跨坐式单轨车辆动力学性能评价指标的适用性,探讨了车辆的直线稳定性能和平稳性能,重点分析了稳定轮倾覆系数、走行轮倾覆系数、导向轮径向力、车辆侧滚角等曲线通过性能指标,结果表明庞巴迪轻型跨坐式单轨车辆具有良好的动力学性能.

高速货运列车研制及其高铁物流运用

根据高铁物流发展的基本原则,确立基于高速货运列车概念的技术方案,以降低制造与维修成本,增加高铁建设的投资收益.但是改用集中动力驱动,首尾动车,动力轮对自稳定将作为其关键技术问题,以避免对无砟轨道的负面影响.快速货运转向架研发经验表明:降低轮轨动力作用是其共性技术特点.因而高速货运转向架必须采用德系空簧悬挂,以彻底解除车体与走行部之间的横向耦合作用.同时应用橡胶悬挂新技术,协调处理参振质量与结构阻尼之间的相互制约关系,简单可靠地解决动力轮对自稳定问题.

抗侧滚扭杆固定/浮动简支及其对有害踏面磨耗的影响

为了抵御更加强劲的流固耦合效应,高速转向架改用抗侧滚扭杆上置且固定简支安装方式,其对有害磨耗踏面形成机理会产生不容忽视的次要因素影响.安全稳定裕度不充裕是有害磨耗踏面形成的根本原因,实际滚径差RRD过零点不连续性使轮对重力刚度部分丧失了恢复力反馈响应.以抗侧滚扭杆上置为例,杆系计算分析结果表明:固定/浮动简支对车体侧滚刚度贡献分别增强至14.3/10.8 MN·m/(°).高速晃车会因此造成踏面中央集中磨耗累计并使钢轨走行光带拓宽,最终演变成为凹坑磨耗.因而自适应高速转向架应该根据抗蛇行宽频带吸能机制,轮轨匹配条件遵循统一规范原则,以十分充裕的安全稳定裕度来确保轮对自稳定性和回转阻力矩有效性,从而让抗侧滚扭杆装置发挥其正常功能.

轻型铁路货运车辆空车回送低动力作用及其解决对策

针对铁路货运提速的特殊需求,轻型铁路货运车辆必须以较充裕的安全稳定裕度来确保回转阻力矩能够有效抑制不稳定蛇行振荡。快运棚车刚柔耦合仿真与整车台架振动试验均表明,二系空心橡胶堆悬挂具有不稳定的力学性质,其或因摇枕不稳定造成十分严重的轮轨磨耗,或因侧门横向共振导致塞拉锁定失效。快捷/高速货运转向架动态设计采用输入/相关激励来把握正则/奇异摄动相互转变的辩证关系,依据安全稳定裕度变化更好地遵循均匀、稳定和快速磨耗规律。根据抗蛇行频带吸能机制制订了无摇枕转向架理想配置方案,该方案完全满足空车回送低动力作用的要求。二系空心橡胶堆与膜式空簧组合悬挂将成为提速货车转向架客车化新趋势的主要特征。

Wired

两轮交通工具的未来——陀螺仪稳定式两轮车 美国旧金山LitMotors公司以改变传统摩托车弊端为己任。C1型电动车是LitMotors公司首款全电动、全封闭、二轮二座电动车原型。