车端侧滚减振装置对高速双层动车组动力学性能的影响分析

双层动车组设置较大的二系横向阻尼来抑制一次蛇行引起的共振,而较大的二系横向阻尼会使车辆的横向平稳性变差。针对某型高速双层动车组横向平稳性差的问题,基于车端侧滚减振装置的工作原理建立了车端侧滚减振装置在车体滚摆和摇头运动状态下的数学模型,并将AMEsim软件中建立的减振器仿真模型与台架试验进行验证。最后通过建立车端侧滚减振装置与被试车辆的联合仿真模型,在不改变车辆现有悬挂参数的基础上对车端侧滚减振装置的关键参数进行优化选取。仿真结果表明,车端侧滚减振装置可以在不影响车辆垂向平稳性、保证曲线运行安全性的前提下有效改善双层动车组的横向平稳性。

考虑个体差异的车轮二元相关退化可靠性分析

由于动车组车轮受加工装配及工况载荷等不确定因素的影响,车轮退化过程复杂,存在显著的个体差异及多个性能退化特征量,且多个退化特征量间相互耦合,仅考虑单个性能特征量难以全面反映其退化过程。因此,以轮缘和轮径作为车轮退化特征量,通过随机化尺度参数表征车轮个体差异,采用Gamma过程和Copula函数建立二元相关退化模型,并根据赤池信息准则(Akaike Information Criterion, AIC)筛选Copula函数,得到可靠度解析式。基于某型动车组车轮实测磨耗数据,对车轮进行可靠性分析,同时通过车辆动力学模型进行仿真验证。结果显示:考虑二元相关时的可靠性结果比仅考虑一元退化更贴近车辆实际运行情况;根据动力学仿真结果体现了考虑个体差异的必要性,表明所提模型能够更准确地表征车轮退化过程,可为可靠性分析以及维修决策优化提供理论支撑。

动车组充电机直流支撑电容寿命评估方法研究

充电机是动车组直流供电系统的核心环节,而直流支撑电容是充电机中的关键元件,如何准确评估直流支撑电容的寿命状态对充电机的故障预测及修程修制的合理安排具有十分重要的意义。针对此问题,对动车组充电机直流支撑电容失效机理进行分析,研究不同失效模式对电容退化程度的影响及对应的失效判据;在此基础上,提出一种基于阿伦尼斯模型的电容双应力加速寿命模型;为验证所提模型的正确性,开展基于不同纹波电流和温度的加速寿命实验,通过加速寿命实验确定电容实际失效时间,其与电容双应力寿命模型计算所得的电容理论失效时间相比,误差小于8.7%,验证了所提电容双应力加速寿命模型的正确性。在此基础上,进一步提出动车组充电机直流支撑电容寿命评估方法,实现动车组充电机直流支撑电容在实际运营工况下寿命的准确评估。

服役环境下动车车底装备滑槽疲劳载荷谱的编制与验证

随着动车组向更高速度发展,对列车轻量化的需求愈发迫切。在现有的动车组平台中,将没有横梁底架的车体改为底架滑槽吊挂能够显著减轻设备框架的质量和体积,实现列车轻量化目的。然而,滑槽吊挂引起的最为关切的问题是结构的疲劳强度能否满足需求。为了了解结构的疲劳强度性能,基于服役中动车组车下设备振动加速度,结合现有标准体系,采用服役全周期内工况组合和载荷外推方法,采用累积损伤原理和疲劳试验加速法,编制107次循环次数下的等效振动幅值,并开展滑槽结构疲劳强度试验。研究结果表明:与既有标准体系相比,考虑服役环境的车下设备垂向载荷小于标准值,横向和纵向载荷大于标准值;当轻量化高速动车组大质量车下设备采用滑槽吊挂方式时,结构可以满足30年设计寿命要求。

动车组头车声固耦合模态分析及多目标优化

目前针对高速列车领域声固耦合共振现象的产生机理和影响因素尚缺乏深入探讨,并且基于声固耦合共振理论的车体优化设计也需进一步开展。该研究基于模态等效和质量等效原则建立动车组头车有限元模型,分别进行结构模态、声场模态和考虑内外声场影响的声固耦合模态分析。分析结果表明:结构模态频率符合头车设计规范;声场模态存在与结构模态相近的特征频率,为后续耦合共振优化提供依据;内外声场的耦合作用导致结构和声场系统的模态参数变化,论证了模态分析中考虑声固耦合因素的必要性。基于模态分析结果,对动车组头车结构进行了两项优化设计:以车体质量最小化为目标,车身厚度为设计变量,在满足一阶垂弯模态频率约束条件下进行车体减重设计;为避免耦合共振影响,提取结构和声场固有频率值接近的模态阶次,将二者的频率差最大化作为优化目标,引入车体减重设计模型,形成头车轻量化与舒适性指标同步提升的多目标优化体系。

EMU6动车组气动声学性能分析

采用三维、不可压缩和Lilly LES+FW-H方法,对1:8缩比3车编组EMU6动车组以200,250,300和350 km/h的车速运行时进行气动噪声特性数值模拟,得到列车不同速度级运行时的压力、速度与涡量分布,表面脉动压力、辐射声场等气动与声学性能。研究结果表明:偶极子声源强度主要分布在转向架及其周围的车体表面位置;A计权声压频谱在略小于1 000 Hz频率处测点声压级达到峰值;气动噪声分布频带很宽,噪声能量在1 000 Hz左右较为集中,往高频和低频部分则逐渐衰减;头车流线型附近声压级较大,在尾车以后越远离车体,声压级越小。其研究结果可为高速动车组的气动声学特性优化研究提供参考依据。

基于增强模拟退火算法的动车所调车作业计划多目标优化方法

尽头式动车所调车作业存在多种可选作业模式,且在调车作业时需考虑作业总时间及转线复杂度等多性能指标,合理制定综合上述情况下的动车所调车作业计划,对提高动车所检修能力具有重要意义。为此,以最小调车作业时间及转线复杂度为目标,构建带咽喉区股道约束的动车所调车作业混合整数线性规划模型,并提出一种增强多目标模拟退火算法(EMOSA)。该算法融合基于启发式规则的解码设计,以消除股道占用在时空上的冲突,面向调车作业进行股道合理分配;设计与问题规模相关的帕累托前沿解集重启机制,避免算法陷入局部最优。对不同规模的多个案例进行测试,验证了所提改进算子的有效性。最后,以某动车运用所的调车作业计划编制为例,验证了模型和算法的实用性和正确性。

动车组高级修工艺数字化管理系统关键技术研究

为解决当前动车组高级修工艺管理存在的问题,基于高级修部件物料清单(BOM,Bill of Materials)和工艺BOM的构建逻辑,以及工艺基础数据标准化、参数化、结构化的实际需要,融合工艺BOM与工艺流程的映射方法,采用SpringBoot+VUE前后端分离的开发架构,设计了高级修工艺数字化管理系统。该系统实现了高级修工艺编制规范的统一和编制流程的优化,可自动生成工艺流程图和甘特图,并将准确的规格数据传输到制造执行系统(MES),已在中国铁路上海局集团有限公司上海动车段转向架车间开展应用,满足工艺数字化管理和辅助数字化生产的需要。

动车组检修物资仓储与配送一体化管理系统

为解决动车段(所)检修物资供应效率低、管理落后的问题,研发动车组检修物资仓储与配送一体化管理系统。围绕检修物资供应中的仓储和配送两个核心环节,通过微服务架构、可视化管理等关键技术搭建可感知、可追溯、可弹性扩展的一体化管理系统,实现计划、采购、储存、配送、使用、报废等核心业务的线上办理。应用表明,该系统提升了动车组检修物资供应的管理水平和作业效率,为实现铁路检修物资全生命周期管理提供了技术支撑。

动车组牵引系统接地故障分析及优化研究

动车组牵引系统接地故障为动车组主供电系统最为典型的故障之一,且对动车组安全运营影响较大,文中通过对某型动车组牵引系统接地故障进行分析,查找各方面因素,并从相关部件的设计结构、工艺方案及故障诊断逻辑等方面研究优化措施,降低并预防接地故障的发生。

CR400BF平台动车组牵引系统可靠性评估

对高级修周期间隔延长背景下的CR400BF平台动车组牵引系统进行可靠性评估。基于牵引系统的部件结构及基本的系统组合形式,构建可靠性框图模型;收集整理动车组运营过程中的故障数据,利用直方图法对故障分布模型进行初步判断;通过假定分布模型的参数估计及拟合优度检验,确定各部件的故障分布规律;评估牵引系统各部件及其整体的可靠性指标,绘制可靠度函数图形并进行简要分析。文中所用的分析方法具有较好的通用性,可以进一步推广到动车组其他系统,能够为动车组修程修制改革提供技术支撑。

基于国密算法的动车组车载数据安全传输方案研究

针对高速铁路动车组(简称:动车组)车载数据在传输过程中面临的安全性问题,提出一种基于国家商用密码(简称:国密)算法的安全传输方案。文章采用SM2、SM3、SM4等算法,进行数据加密、数字签名及认证和消息摘要,以增强动车组车载数据传输的机密性、完整性、真实性和不可否认性。通过密钥生命周期管理,确保密钥在生成、存储、使用和销毁各过程中的安全性。该方案能够为提升动车组车载数据传输的安全防护能力提供技术支持。

基于多维度评价的动车组故障等级划分方法研究

对动车组故障等级进行合理划分,有助于判断不同故障模式对整车和线路运营所造成不良后果的严重程度。基于故障影响范围、影响时间、故障概率3个评价维度,使用层次分析法对动车组不同故障情形进行综合评分,并按照严重程度的大小划分为4个等级。在此基础上,提出了一种结合该种故障等级划分方法的危害度计算模型,通过某型动车组高压牵引系统危害性的计算,分析说明方法的可行性和适用性。

CRH2A/380A平台动车组三级修检修范围及标准深化研究

从铁路机车车辆专业技术管理的角度,对CRH2A/380A平台动车组修程修制改革情况进行了全面总结,深入分析了该平台动车组当前三级修在检修范围、检修标准、检修修时等方面亟待深化研究的主要问题,采用系统思维、精准思维、辩证思维的工作方法,遵循以可靠性为中心的维修理论,按照最少维修资源消耗的原则,将检修内容、技术标准和生产组织作为一个有机整体进行统筹优化,通过开展产品原设计性能、功能原理、长期运维数据、检修工艺流程、工艺方法、生产组织等不同维度的分析,提出了针对性的优化解决方案,积累了我国铁路机车车辆运维标准体系深度优化的实践经验。

雅万高铁动车组车载数据实时传输关键技术及应用研究

针对雅加达—万隆高速铁路(简称:雅万高铁)的车载数据尚未实现实时传输和应用,不利于开展动车组故障诊断及分析的情况,文章基于KCIC400AF型动车组车载无线传输装置的工作原理,设计了车载数据实时传输架构。通过采用车地无线传输安全机制、分布式大数据实时处理和分级多维监控等关键技术,实现动车组车载数据的实时传输,满足安全性与可靠性要求;根据动车组运用维修业务场景,分析车载数据在实时监控与故障处置、参数关联与运营维护决策等方面的应用,提高雅万高铁运营安全保障能力。

动车组车门机构润滑脂国产化研究

目前动车组运用检修中使用大量进口油脂,此类油脂都是随整车或部件同步引进,检修单位采购时只能采购指定产品,出现特殊情况时无法保证正常供应,影响动车组正常运用,且进口油脂一般价格较高,影响动车组检修成本。随着检修经验的积累,有针对性地开展油脂国产化研究工作具有现实意义。通过对动车组车门机构工况进行分析,研制了适用于导柱式动车组车门机构使用的润滑脂,替代进口脂开展了国产化行车试验。结果表明国产化润滑脂整体性能稳定,满足运用需求。(图8表4参考文献5)

高速动车组明线交会对空调机组冷凝器性能的影响

针对高速动车组明线交会时的空气压力波对司机室和客室车顶空调机组冷凝器性能的影响进行数值模拟,分析不同交会速度下空调机组冷凝器进、出风口表面压力分布及其对空调机组冷凝器散热效果的影响。结果表明:冷凝器进出风口压差随高速动车组交会速度的提升不断增大,交会过程对头车空调机组冷凝器进出风口压差的影响较大,尾车次之,中间车最小;交会速度200km/h以上时,司机室空调机组冷凝风量均不满足要求,冷凝器散热效果较差,而客室空调机组冷凝器散热效果在不同交会速度下均能满足要求。

适用于多型号动车组的机车信号库内测试环线铺设方案

随着动车组家族的逐步壮大扩充,在用的动车组检修库机车信号测试环线设置已无法满足搭载不同车载设备的不同车型测试需求,需要不断施工改造优化。为探讨设计适用于多元化车型的环线铺设最优方案,以新建南昌东动车运用所环线铺设设计为例,通过数据采集、场景分析、模型建立等方式,实现不同场景下测试功能需求,逐一求解极限情况下动车组位置数据,确认库内测试环线电缆铺设边界相对位置,从而使设计方案兼具科学精确、灵活可变、包容性强等特点。该方案已在南昌东动车运用所环线铺设中得到实际运用,充分体现出安全可靠和应用便利等特点。

高速动车组输入输出模块(RIOM)接地方式优化分析

文章对在线运行动车组输入输出模块(RIOM)通信故障较高的问题进行了探究。为了有效降低输入输出模块(RIOM)的故障率,提高在线运行动车组的准点率,首先,对输入输出模块(RIOM)的控制原理进行了分析,对典型故障的输入输出模块(RIOM)进行现车数据分析、地面脉冲测试,分析故障原因;然后,对输入输出模块(RIOM)在两种接地方式工况下的通信抗干扰能力进行对比分析;最后,通过对比发现输入输出模块(RIOM)接地方式优化后的抗干扰能力明显增强,有效提升输入输出模块(RIOM)的可靠性。