B型地铁列车钩缓系统参数优化研究

建立了2列相同编组B型地铁列车纵向冲击时的一维纵向动力学模型,并对车端吸能元件进行了建模仿真(包括可逆吸能元件如车钩橡胶缓冲器、不可逆吸能元件如车钩压溃管和车端防爬器)。为满足列车碰撞多级吸能需求,对车端不可逆吸能元件(压溃管)的参数进行优化设计,对比分析了其采用恒定力值、阶梯力值、渐变力值时的各断面吸能情况。结果表明,可变力值吸能元件能够更好地满足列车在不同碰撞速度下的吸能需求,更有利于能量吸收在不同断面中的均匀分布,从而更好地解决车端空间有限与吸能元件行程不足的矛盾,其中渐变力值元件吸能表现优于阶梯力值方案。相关计算结论可为系列化标准地铁列车钩缓系统吸能元件压溃管参数配置提供参考。

膨胀式防爬器吸能特性研究

为了研究膨胀式防爬器的吸能特性,对不同厚度膨胀管的材料性能进行分析,研究了不同约束方式对静压仿真稳定段均值力的影响。通过仿真与试验对比,得到2种轮廓加压锥与膨胀管配合关系下的摩擦因数;进行不同应变率下的材料试验,研究了不同硬化模型对膨胀管高速冲击稳定段均值力的影响,并基于SHS硬化模型对不同冲击速度下的稳定段均值力进行分析。研究结果表明:不同厚度的膨胀管材料性能差异明显,不同边界约束方式对静压仿真稳定段均值力改变明显;不同轮廓加压锥与膨胀管配合关系下的摩擦因数不同,稳定段均值力均与摩擦因数呈正相关;采用不同硬化模型仿真得到的高速冲击稳定段均值力基本相同;使用SHS硬化模型仿真得到的不同冲击速度下的稳定段均值力基本相同,仅在碰撞初始时表现出应变率效应;采用1/4简化模型能够在保证计算精度的同时显著提高计算效率。

基于自适应增量Kriging模型的多目标稳健优化设计方法

提出了一种自适应增量Kriging模型的多目标稳健优化设计方法。依据结构特征及优化目标,构建了增量Kriging代理模型,并提出混合加点采样策略,提高增量Kriging代理模型的自适应性;提出了柯西变异多目标粒子群优化(CMMOPSO)算法,通过改进惯性权重因子、个体学习因子和社会学习因子,同时引入柯西变异策略,提高优化模型求解的效率和精度;构建以结构相关参数为设计变量、性能指标标准差为目标、3σ变量缩减区间为约束的优化模型,综合CMMOPSO算法和灰色关联分析获得多目标稳健优化最优解。算例分析结果表明,所提方法不仅能够以较少的性能函数调用次数获得高精度结构优化模型,而且优化结果与传统方法相比,收敛速度更快、稳健性更好。