270km·h^(-1)高速动车模态分析

按弹性体考虑,建立由车体、前后构架和4个轮对轴箱构成的270 km.h-1高速动车模型。采用弹簧单元和拉杆单元模拟一系、二系悬挂及牵引拉杆和轴箱拉杆;设置节点自由度耦合来模拟顶盖与车体其他部件的螺栓连接;在各设备质心位置创建质量单元,用弹簧单元将质量单元与底架上相应设备的支点连接起来以模拟设备质量的影响。用ANSYS软件的Block Lanczos算法提取了270 km.h-1高速动车在考虑设备质量和不考虑设备质量两种情况下的前200阶特征值和特征向量,并对这两种情况下的整车振动特性进行比较分析,得到如下结论:不加设备质量时,与垂向变形相关的振型,其频率明显高于加设备质量时的相应频率;与其他方向变形相关的振型,其相应频率在这两种情况下差异不大;整车刚度按二系悬挂、一系悬挂、车体、构架、车轴的顺序由弱变强;整备状态下车体出现垂向弯曲振型的最低频率为10.42 Hz,满足《200km.h-1以上速度级铁道车辆强度设计及试验规范鉴定暂行规定》的要求。

高速列车动车转向架气动噪声数值分析

为研究高速列车动车转向架气动噪声特性,建立了动车转向架空气动力学模型,采用定常RNG k-ε湍流模型与宽频带噪声源模型对其气动噪声声源进行初步探讨,并结合非定常LES大涡模拟与Lighthill声学比拟理论进行了远场气动噪声分析.研究结果表明:动车转向架气动噪声源为轮对、构架、牵引电机1、枕梁、垂向减振器、抗侧滚扭杆等结构的迎风侧凸起部位,且构架对动车转向架远场气动噪声的贡献最大,其次为轮对和抗侧滚扭杆,然后为垂向减振器和枕梁,牵引电机1、牵引电机2、空气弹簧和横向减振器对远场气动噪声的贡献较小.动车转向架远场气动噪声是宽频噪声,具有衰减特性、幅值特性和气动噪声指向性.在低频部分能量较大,中心频率为25、50 Hz,且分布规律不随运行速度的改变而变化.

200km/h高速动力车车体结构轻量化设计和静、动强度计算

介绍了运用最优化方法对高速动力车车体进行结构优化设计的过程和对车体进行动、静强度计算及静强度试验的结果，得到的最轻量化的车体承载结构，使其成为我国目前机车行业中每单位长度自重最轻的车体。轻量化设计后的承载结构的强度、刚度及动态特性满足各项标准的要求。

轮轨结构变形对高速机车单轮对牵引力矩的影响

从数值方面详细分析了轨道结构变形对高速机车单轮对牵引力矩的影响。首先利用有限元方法分析计算轮对和轨道结构变形和相应作用力之关系 ,确定了轮轨接触斑处单位密度作用力引起轮轨变形的影响系数。用这些影响系数修正 Kalker非赫兹滚动接触理论中由 Bossinesq和 Cerruti公式确定的力和位移的影响系数。并分别用 Kalker三维弹性体非赫兹滚动接触理论和其被修正形式分析计算了高速机车单轮对牵引力矩。从数值结果看 。

高速动车轴箱转臂节点载荷谱研究

对于采用转臂式轴箱定位的动车来说,橡胶转臂定位节点的可靠性关系着动车的平稳性和运行安全性,特别是速度350 km/h的高速动车。在前期设计中必须对橡胶节点的抗疲劳性能和强度进行特别的关注,针对方案设计中缺乏节点实测载荷谱的情况,通过雨流计数法和动力学仿真的方法形成了一个典型工况的转臂节点载荷谱。在详细分析了动车结构特点的基础上,建立了350 km/h高速动车动力学模型,对轴箱结构进行了详细的建模,充分考虑了转臂结构及定位节点的刚度特性。结合京津城际铁路的线路特点提出了一种典型工况的组合方法,采用京津实测轨道谱对高速动车在典型工况的动力学性能进行了仿真,并得到了组合工况下转臂节点受力的数据样本。基于Matlab软件编制了雨流计数法程序,通过对典型工况样本进行的数据统计,得到了可用于疲劳分析的节点载荷谱。

270km·h^(-1)高速动车动强度分析

为使机车车辆在复杂的动态受力情况下,既有足够的强度和刚度,又达到轻量化的目的,将车体、转向架构架及轮对轴箱均作为弹性体考虑。在合理模拟270km·h-1高速动车悬挂元件、设备质量及各种载荷的基础上,利用ANSYS软件瞬态动力学分析功能计算该车在270km·h-1,300km·h-1等速度下运行时的动应力,得到应力—时间历程曲线。对车体主要部件的动强度进行研究,并与试验数据进行比较,结果比较吻合。进一步分析表明:270km·h-1高速动车除车体前、后两端变压器梁与牵引支座交接处最大应力达到了110MPa,其它各点最大应力基本上都在100MPa以内;运行条件相同的情况下,受低激扰谱轨道随机不平顺激扰时车体的应力低于受高激扰谱轨道随机不平顺激扰时的应力;列车运行于300km·h-1时,车体总体应力大于列车运行于270km·h-1时车体对应点的应力,且应力波动频率更高。

高速动车组牵引特性分析

目前,200km/h的交流传动动车组已经运行在沪杭、沪宁既有线上。未来350km/h的交流传动动车组将在京津、沪宁城际铁路和京沪高速铁路上运行。高速动车组具有重量轻、粘着利用好、起动加速度快等特点。以CRH2型4动4拖8节编组为例,介绍交流传动动车组牵引加速度、牵引力、制动力和制动距离等的计算,以及在故障情况下的运行特点。

轮对纵向定位误差对高速动车运行性能的影响分析

利用SIMPACK软件建立高速动车模型,通过改变轮对初始偏转角来模拟轮对安装误差以及运用过程中一系橡胶定位装置出现的纵向定位误差,讨论了这些误差对车辆直线动力学性能的影响。结果表明,一系定位纵向误差使得车轴偏转对车辆横向动力学性能的影响较大。

“中华之星”高速动力车转向架研究

说明了高速动力车转向架的设计要求 ,介绍了“中华之星”动力车转向架的结构 ,分析了“中华之星”转向架的主要技术 ,提出了“中华之星”动力车转向架进一步的发展方向。

基于3种典型踏面的高速转向架稳定性研究

在分析高速轮轨匹配特征的基础上,以350 km.h-1速度等级的CRH3动车组作为研究对象,应用线性稳定性分析方法绘制高速轮轨空间的稳定安全裕度3维图。线性稳定性计算表明:等效锥度越大,转向架蛇行振动固有频率越高,因而必须不断增强抗蛇行减振器的串联刚度。非线性稳定性仿真计算表明:抗蛇行减振器需要利用其动态液压刚度的非线性形成宽频带吸能特性,以满足衰减蛇行振动、控制蛇行振幅和权衡准静态曲线通过性能等要求。仿真计算得出的动车转向架横向加速度值与实际测试的加速度值相吻合。根据曲线踏面磨耗情况确定了CRH3动车组选用3个典型车轮踏面(XP55,S1002CN和LMA)可以达到的最高商业运营速度。

微机控制直通电空制动系统研究与试验

结合我国 2 0 0 km/ h电动车组制动系统的研制 ,阐述了微机控制直通电空制动系统的特点与设计方案 ,通过对系统及主要部件的试验研究 。

国外高速铁路移动设备发展特点及我国发展模式的选择

通过对世界各国发展高速铁路所采用的牵引模式的分析和比较,结合我国国情,指出电力牵引是我国发展高速铁路的最佳选择,电动车组是高速列车最佳电力牵引方式,并对动力分散式电动车组和动力集中式电动车组进行技术和经济的比较,提出我国发展高速铁路应采用动力集中式电动车组方式。

高速动车车体钢结构研究

本文阐述了高速列车动车轻型化及具有良好气动性能流线化外形的重要意义．通过对我国第一台高速动车样车车体钢结构轻型化的研究，提出了“按整体承载思路，在车体纵、横断面上形成尽可能多的封闭框架，并协调各构件的刚度，充分发挥车体各主要构件的承载作用，以提高结构的整体强度和刚度”的车体结构设计方案；并成功地解决为适应流线化外形司机室钢结构三维扭曲梁件及三维蒙皮的设计难题．这些，对今后高速列车的发展有重要实用价值．

浅谈高速动车组的制动方式及特点

综合叙述高速动车组的几种制动方式及其特点 ,并根据国外高速铁路所采用的不同制动方式 ,结合我国高速铁路设计的实际情况 ,分别在动力分散及动力集中两种牵引模式下所采用的制动方式的异同及优缺点进行分析比较 ,为今后的高速铁路设计做技术准备。

全电动赛车用开关磁阻电机优化设计

为了提升全电动赛车的过载能力和高速性能,提出采用高速开关磁阻电机作为驱动电机。分析了赛车不同工况下的性能需求,选择合理的减速比,确定了开关磁阻电机的基本性能指标;基于有限元方法对初始方案进行优化,以提高起动转矩,扩大恒功率输出范围,提取了开关磁阻电机的效率/功率map图。通过实验验证了该设计方案的可行性,并根据实际需求,调整了低速工况下斩波电流的控制方式,发挥高速开关磁阻电机用于全电动赛车的性能优势。

基于材料与结构一体化的车辆吸能结构碰撞仿真

从车辆耐撞结构和吸能材料两方面入手,基于材料与结构一体化思想,利用数值仿真技术研究某高速动车被动安全性问题.设计5种适用于高速动车的吸能结构,分别为普通双层吸能管结构,3种端部带有不同薄弱环节的双层吸能管结构和泡沫铝材料夹心双层吸能管结构;利用PAMCRASH软件,分别将5种不同吸能结构安装到整车上进行相同编组对撞试验仿真;针对碰撞仿真结果评价车辆的整体被动安全性,并通过各工况结果的对比分析找出最优吸能装置.结果表明:泡沫铝夹心吸能装置在加速度和逃生空间评价指标中表现最好,在以后的吸能结构设计中可适当采用.

300km/h高速动车三爪万向轴结构及强度分析

介绍了３００ｋｍ／ｈ万向轴式高速动车转向架研究中的关键部件———三爪球销式万向轴的结构设计及强度分析。三爪万向轴用球面滚动轴承及圆弧槽配合代替花键，可减少伸缩运动时的摩擦，并能传递大扭矩，性能优良；但其结构较复杂，强度要求高。经有限元分析及合理的结构设计。

基于大数据的智能装配系统在高铁等离散制造领域的应用

随着铁路动车行业的高速发展,产品质量与安全已经成为企业发展的重要前提。高铁技术核心部件的装配质量尤为重要,装配质量问题会导致螺纹失效,而一旦出现问题其后果不堪设想。通过对高速动车装配工艺进行研究,合理规划装配流程,实现具有目视化作业指导,集人员管理、设备管理、物料管理、工艺管理、数据管理等功能为一体高速动车的智能化装配,为高速动车组全生命周期管理提供数据支撑。研究内容通过向国内主要高速动车制造厂推广应用,可迅速提高我国高速动车的装配质量和制造水平,填补了国内空白。

纯电动乘用车驱动电机系统对拖试验台架

针对纯电动乘用车用永磁同步牵引电机高转速给试验室现有对拖试验台架带来的振动大及操作不便等问题,文章通过改进对拖试验台架加工工艺和更换相应测试设备等,对现有对拖试验台架进行了改造升级。改进后的对拖台架不仅满足被试电机在4000r/min以下的各项性能试验,而且满足被试电机在12000r/min时的各项性能试验。台架试验表明,改进后的对拖试验台架不仅轴对中快速和安装方便,而且在永磁同步牵引电机高转速运行时,台架振动与噪声小,运行平稳,测试系统误差小,满足试验要求。

动车车厢工频电场强度的分布特征

目的了解CRH2和CRH5两型动车车厢内和站台工频电场强度。方法用工频电场场强仪监测两型动车各7套车底的42节车厢工频电场强度,以及动车停靠和运行时的工频电场强度,并取站台没有车辆停靠时的工频电场强度作为对照。结果 CRH2与CRH5动车在停靠和运行时的车厢连接处的电场强度均高于其他车厢,差异有统计学意义(P<0.05)。CRH2与CRH5窗口玻璃内侧不同距离的电场强度差异有统计学意义(P<0.05),其中距玻璃0 cm时电场强度最强。CRH2车厢内电机位的电场强度高于受电弓,差异有统计学意义(P<0.05)。站台无车辆停靠时,垂直距1.5 m处的电场强度高于0 m处,差异有统计学意义(P<0.05)。结论动车车厢可有效屏蔽接触网动力电源及动车的电机电场。