汽车转向非线性平衡点遗传算法求解及其改进

针对汽车转向非线性平衡点求解问题,研究了遗传算法求解效果并提出改进方法.建立汽车转向二自由度模型,说明汽车转向非线性平衡点只能数值迭代求解的原因,构造适于智能优化方法的适应度函数,提出了确定可行求解范围的方法.在车速70 km/h、路面附着系数0.5和前轮转角0~0.2 rad的行驶条件下,应用遗传算法求解得到3个平衡点.通过比较大小两个转角的适应值曲面,说明遗传算法求解小转角平衡点不满足精度的原因,提出了遗传算法与BFGS(broyden-fletcher-goldfarb-shanno)拟牛顿法融合的求解流程.结果表明:融合求解流程可以求解满足精度要求的小转角平衡点,求解效率高于遗传算法,弥补了遗传算法单独求解的不足.

转向架悬挂非线性及其对车体刚柔耦合振动影响研究

以全侧开快运棚车作为研究对象,既有铁路三大干线提速160 km/h刚柔耦合仿真分析表明:无摇枕转向架会造成轻量化车体产生非线性振动,如中柱根部局部高应力及循环载荷幅值约80/79 MPa.若改用有摇枕转向架,尽管心盘旁承接口化解或缓解了对车体的侧滚或扭曲载荷,中柱根部应力明显降低,约48/47 MPa.但是摇枕复杂约束力系的动态不稳定问题亦会造成十分严重的轮轨磨耗影响.假若以日系空簧悬挂取代二系橡胶堆,K2<<K1,以抗蛇行参数优配来形成频带吸能机制,则可以跨越新建有砟铁路提速至250 km/h,以长交路跨线运营模式来扩大中长途运输收益.

轻型铁路货运车辆刚柔耦合振动非线性影响研究

轻型铁路货运车辆研制与运维应该针对难点问题来形成核心技术,跨越既有三大干线/新建有砟线路提速至160~220 km/h,兼顾提升货物集散能力,以期获得可观的中长途运输收益.以摇台和单牵引杆装置来实现牵引杆内置设计,快捷货车转向架由有摇枕演变为无摇枕转向架.以二系橡胶堆取代空簧悬挂,刚柔耦合仿真分析表明:目前技术条件尚不成熟,会形成了转向架对车体接口的非线性影响,并导致单牵引杆对纵向和横向刚度非线性影响,进而造成了晃车现象及其对磨耗振动的负面影响.假若改用日系空簧悬挂,积极分享快铁经济运用的技术成果,且构成了无摇枕转向架理想配置,轻型铁路货运车辆则以长交路跨线运营来提高移动装备的利用率,进而降低其折旧率.

高铁运用经济速度与安全稳定裕度调控

作为京沪高速晃车现象及其现场调控的跟踪调研,通过动态仿真、线路试验和构架动荷特征等多方面综合分析,可以确认抗蛇行软约束技术优越性,如在两到三个镟轮周期内连续保持踏面磨耗的均匀性。面对长交线路高铁运营,还必须认清欧系车辆所存在的两个基本不稳定问题及其所造成的诸多典型故障:即转向架稳定裕度不充裕问题和高速列车稳定鲁棒性问题。从振动失效或振动疲劳分析角度来看,高铁运用必须采取以预防为主的技术对策,以进一步改善其技术经济性。转向架优配协调解决了上述两个基本不稳定问题,充分展示新一代高速转向架三大稳定特征:适度拓展速度空间系统优化构架动荷、克服轮轨激扰与磨耗消极影响以及更加强调高速列车稳定鲁棒性能。