电磁悬浮型高速磁浮车-岔垂向动力响应

从车辆构造特点出发,建立电磁悬浮(EMS)型高速磁浮车辆悬浮架、悬浮电磁铁链式结构动力学模型,并引入基于状态观测器的悬浮控制算法。结合反映道岔结构特征及动力特性的有限元模型,建立车-岔系统动力响应分析模型。仿真结果表明,所提出精细化模型的数值模拟结果与实测数据较为接近。在此基础上,开展了单节和多节编组列车在静悬以及低速和高速通过道岔等多种工况下的仿真试验,分析了不同影响因素下高速磁浮车-岔系统振动特征。仿真和实测结果表明,明确车-岔-悬浮控制之间的参数匹配关系是揭示车-岔相互作用机理的前提和关键。

中低速磁浮道岔低温适用性研究

中低速磁浮交通已经进入快速发展阶段,作为重要换线设备的中低速磁浮道岔得到推广应用。但是,现有道岔的使用温度仅适合-25~75℃,不能满足海拔较高和冬季温度较低的城市需求。文章引入Boltzmann函数对材料韧脆转变温度定量分析,选出适合在-40℃低温使用的材料,列举了适合道岔低温使用的材料,为设计者提供参考。

中低速磁浮线路道岔接口控制方案研究

与常规轮轨线路的道岔转换方式有所不同,中低速磁浮线路的道岔转换采用整体移梁方式。中低速磁浮线路具有与道岔自成一体的道岔转换系统,信号联锁与道岔转换系统之间为接口关系。在分析磁浮道岔控制模式的基础上,提出了磁浮线路道岔启动电路的9个技术条件。对我国已开通的中低速磁浮线路道岔接口方案的优缺点进行对比分析后,提出了由联锁参与控制逻辑的道岔接口控制方案。针对该方案,提出了磁浮道岔控制电路中信号与道岔接口所需设置的继电器类型,并对道岔与信号的接口控制电路(包括道岔启动电路、道岔表示电路、道岔模式控制接口电路及综合后备盘接口电路等)提出了系统化的解决方案,以满足磁浮线路道岔启动电路9个技术条件的要求。

磁浮道岔梁带道岔不平衡顶推施工技术应用研究

道岔连续梁施工因其技术难度及工艺的复杂性,一直被作为高速铁路施工的重点工程进行管理。为使道岔连续梁施工专项方案具有现场可操作性,满足施工技术和工程质量相关要求,文章结合具体工程实例,介绍了磁浮道岔梁带道岔横向顶推施工技术要点,阐述步履机控制调整及精准落梁的技术措施,并提出施工中出现问题的处理措施,以提高磁浮道岔梁顶推施工效率,确保桥梁工程整体施工质量,促进铁路桥梁工程事业的长远发展。

中低速磁浮交通道岔系统工程设计

道岔系统是保证中低速磁浮列车安全运行的重要转线系统。根据工程实际,对道岔系统的总体结构、组成及功能进行研究,详细分析道岔基础、轨排、接触轨、供电、控制系统,并提出工程实际中的设计计算方法和部分数据,论述道岔系统的设计思路、设计原则,以及工程实际中存在的问题。

基于云模型的磁浮道岔使用寿命状态评估

磁浮道岔是磁浮交通的转线设备。针对磁浮道岔全寿命周期管理中使用寿命状态评估问题,阐述了磁浮道岔的一般特性,建立了影响因素指标体系以及评估模型,提出了基于云模型的磁浮道岔使用寿命状态评估方法。结合算例分析,验证了该方法的适用性,并给出针对性的维护建议。研究结果可为磁浮线路的全寿命周期管理工作提供参考。

中低速磁浮道岔关键零件寿命及工艺研究

为了研究中低速磁浮道岔设计的可靠性、耐久性,结合唐山中低速磁浮道岔测试和北京S1线道岔设计,详细描述受结构空间限制被设计的比较单薄和在行车中用来固定道岔,保证通车安全的重要零部件的结构寿命计算方法。用试验结果或装配体的有限元仿真分析结果,作为道岔轨道部件疲劳寿命计算的应力幅值,提高了设计结果的可靠性。列表给出工艺对有效应力集中系数kσ、表面系数β、尺寸系数ε的影响,并通过系数调整达到提高零件设计寿命的方法。

中低速磁浮交通小线间距单渡线道岔设计研究

为了减小中低速磁浮交通单渡线道岔区线路的线间距,降低工程总体造价,研究设计一种小线间距单渡线道岔。详细介绍这种小线间距单渡线道岔设计的完整思路和随动移梁装置、梁端抬轨装置的设计结构,并阐述防止单渡线道岔转动时梁端对接不发生干涉的方法及梁间合理的预留间隙。该设计采用UG软件进行转辙驱动仿真模拟,为中国首条中低速磁浮商业运营示范线工程化设计提供技术保障,为其他新型城市轨道交通制式小线间距道岔的设计提供设计理念和方法。

中低速磁浮线道岔旋转轨道温度变形研究

磁浮车辆对线路精度的要求很高,不仅要求道岔设备的转辙对位精度高,而且要求道岔的线形保持精度高。通过实际测量和分析计算,阐明了梯度温度对中低速磁浮交叉渡线道岔旋转轨道梁直线度的影响及危害。为了保证道岔系统较高的换线精度,对原设计进行了优化,大幅降低了因温度影响而造成的道岔旋转轨道梁的变形;增加了巧妙的机构,从而保证了旋转轨道的转辙对位精度,改善了旋转轨道的受力条件,从根本上消除了外部环境可能带来的隐患。

中低速磁浮交通的适应性及工程化发展方向

研究目的:结合中低速磁浮交通的原理和技术特点,探索中低速磁浮交通在各类城市的适应性;结合工程实例指出中低速磁浮交通工程化推广存在的不足;结合轨道交通客运及城市环境需求,探索中低速磁浮交通今后发展的方向。研究结论:(1)中低速磁浮交通转弯半径小,爬坡能力强、低噪声、无振动,可在一线城市周边或中心加密线、二三线城市以及旅游专线上推广应用;(2)中低速磁浮交通还需要通过改善道岔,进一步提高运输能力;(3)通过改变悬浮方式等手段逐渐减轻磁浮车重量,从而提高运输效率;(4)桥梁及轨下基础等结构工程应逐步模块化、工厂化生产,可缩短工期,减少施工对周围环境的影响;(5)车辆基地的检修规模和设施可进一步简化,减少车辆基地占地面积,减少日常运营费用;(6)特种车辆及应急救援装备等还需要深入研究;(7)本研究成果可为后续中低速磁浮交通新建工程提供指导,为中低速磁浮技术规范或标准的编制提供参考。

高速磁浮道岔振动响应的原位实测

道岔是磁悬浮线路的重要部件.以上海浦东高速磁浮交通示范线为背景,对6种工况下道岔箱梁跨中截面、支承截面等进行了动力响应原位实测,采集道岔的加速度响应.采用最小二乘修正积分,得到道岔的位移响应.磁浮列车低速(20 km/h)行驶时,道岔梁竖向响应大且呈“拍振”特征;高速行驶时,道岔竖向位移小且沿轴向分布均匀.支墩跨度对道岔振动响应影响显著.

浅谈中低速磁浮交通供电系统接触轨设计选型

在对国内、外接触轨系统深入调研、研究的基础上,结合目前国内试生产的接触轨样品,通过对C型轨、工字轨从机械性能、电气性能、附属装置、道岔设计等几个方面进行分析研究,得出二者在技术性能上的优缺点,其均可作为中低速磁浮系统接触轨的备选轨型。但目前的理论研究、论证都需要实践验证,其功能性、稳定性、安全性还有待于工程实践检验。建议进一步深入研究并提高产品技术性能,完善中低速磁浮交通接触轨的设备选型。

上海磁浮列车轨道梁系统简述

磁悬浮轨道梁设计对全线运营质量和造价具有关键作用,在研究德国EmslabdS试验线主要轨道梁型的基础上,上海磁悬浮列车运营线采用钢混凝土复合梁、钢复合梁,桥上轨道梁结构等形式。设计参数满足运营安全和舒适度要求,变形要求竖向小于等于梁长的1/4800,上下温差引起的挠度小于等于梁长的1/6500,制造误差小于2mm,道岔钢梁采用箱型断面,侧向过岔最大速度为196km·h-1。目前,已经完成轨道梁和道岔的制作与铺设。

不同约束条件下中低速磁浮道岔主动梁自振特性

为了探究中低速磁浮道岔主动梁自振特性,以清远磁浮旅游线道岔系统为对象,建立3台车和2台车道岔主动梁的有限元模型,对安装面刚性约束和弹性约束下道岔主动梁进行有限元模态分析,与道岔主动梁自振特性实测结果进行对比,研究结果表明:安装面位移约束下3台车和2台车道岔梁的低阶模态频率显著大于实测值,弹性约束下道岔梁模态分析结果与实测结果接近,故中低速磁浮道岔梁有限元建模时应施加弹性约束;相较于2台车道岔梁方案,3台车道岔梁的垂弯模态频率有明显提高,但10~30 Hz频率内的横弯和扭转模态频率变化不大,仅仅增加中间台车抑制和减缓磁浮车岔15~20 Hz耦合共振的效果并不理想,提高道岔梁阻尼和加强道岔梁约束是更合理的选择。

中低速磁浮车辆-道岔主动梁刚柔耦合振动分析

针对中低速磁浮道岔,建立磁浮车辆-道岔梁耦合振动分析的数学模型,以分析磁浮列车通过道岔主动梁时的梁振动为研究目标。采用有限元软件对主动梁进行静力学分析,然后逆求主动梁的等效刚度曲线,并运用拉格朗日动力学方程建立磁浮车辆-道岔梁刚体动力学模型。基于动力学仿真软件,对磁浮车辆-道岔梁进行刚体动力学仿真,得到列车通过道岔时道岔梁中点垂向位移曲线图。然后采用ABAQUS和SIMPACK联合仿真,对主动梁进行刚柔耦合动力学仿真。分析结果表明:梁的刚度和重量对梁变形影响很大,对柔性主动梁动力学分析得出的垂向位移量大于刚体主动梁的位移量,柔性主动梁更与实际情况接近。

磁悬浮道岔Zn-Al防护涂层的研究及应用

目的设计和制备高性能热喷涂Zn-Al合金防护涂层,为其在磁悬浮道岔上的应用提供必要的理论基础,提高磁悬浮道岔的耐蚀性能,延长道岔的使用寿命。方法采用3种丝材火焰喷涂工艺,分别在Q235B钢基体表面制备了Zn-Al合金涂层。通过磁性测量方法、中性盐雾腐蚀试验和划格附着力测试,分析比较这3种工艺条件下制备的Zn-Al合金涂层的厚度、耐蚀性能和附着力。结果热喷涂Zn-Al合金涂层表面光滑,在其他工艺参数不变的情况下,当火焰喷涂距离逐渐减小,喷涂的道数逐渐增加时,热喷涂层的厚度随之增加。当喷涂距离为150 mm、喷涂道数为10时,热喷涂层的厚度最大,为126μm。涂层厚度的增加提高了涂层的耐蚀性能,并且涂层的附着力保持为1级。采用保守计算可知,厚度为126μm的热喷涂Zn-Al涂层的理论防腐寿命可以达到40年。结论热喷涂Zn-Al合金涂层对基体兼具有屏蔽和阴极保护的双重防护作用,保护性能较好,延长了磁悬浮道岔的使用寿命,降低了道岔的维修和维护成本。通过对工艺参数的分析和比较,确定了最佳的热喷涂工艺参数。该工艺条件下制备的热喷涂层结合强度高,耐蚀性能好。

中低速磁浮道岔角平分装置的设计优化

针对中低速磁浮试验线角平分装置试验出现的安装难、连接杆强度低、连接支座与套筒干涉问题进行分析,对株洲中低速磁浮道岔角平分装置进行了设计优化。经过试运行证明,该设计安装方便,运行效果良好,满足整体道岔设计安装要求。

中低速磁浮道岔组装测量技术研究

结合国内首条中低速磁浮交通运营线道岔的组装测量以及中低速磁浮道岔高精度尺寸和形位的测量要求,提出了中低速磁浮道岔基础测量定位、道岔梁测量定位及F轨测量定位测量方法,运用结果表明利用高精度全站仪及直尺、钢丝弦线等仪器量具,成功完成了中低速磁浮道岔的组装测量,满足了中低速磁浮道岔高精度尺寸和形位的测量要求。

中低速磁浮车岔耦合振动研究

为研究中低速磁浮道岔主动梁关键参数对车岔耦合振动的影响,进行了各工况下磁浮道岔主动梁的模态测试,并建立了考虑道岔主动梁弹性振动的车岔耦合动力学模型,对悬浮稳定性进行了分析.通过仿真与试验对比,对道岔主动梁的模态特征进行了修正,并基于修正后的车岔耦合动力学模型,研究了磁浮道岔主动梁不同设计参数对悬浮稳定性的影响规律.研究结果表明:中间台车采用50 MN/m的弹性约束进行等效,能够达到比较理想的误差要求;二台车支撑方案相比三台车支撑方案,更容易避开磁浮车岔耦合的共振频率;随着主动梁一阶垂向弯曲频率的不断增大,悬浮控制参数的稳定区间越小,当道岔主动梁垂向弯曲频率大于12 Hz时,更容易出现车岔耦合振动现象;随着道岔主动梁刚度的增加,悬浮控制参数的稳定范围越小;增加道岔主动梁结构阻尼比不能解决车岔耦合共振问题,只能降低振动幅值大小;随着道岔主动梁线密度的增大,越不容易出现车岔共振现象,当线密度低于1 500 kg/m时,悬浮稳定区间将急剧下降;中间台车的等效支撑刚度越大,控制参数的稳定区间越小,但影响幅度不大.

磁浮交通道岔位置检测信号冗余设计分析

磁浮交通道岔常采用整梁移动方式改变轨道方向,检测其位置信号的传感器一般使用双行程开关,这些行程开关接点的串并联方式对道岔系统的可靠性有较大影响。文章对5种磁浮交通道岔位置检测信号行程开关连接方案进行分析,探讨不同方案的可靠性和安全性并分析各方案的优缺点,为同类道岔位置检测信号冗余设计提供参考和借鉴。