轨道车辆对接触网产生磁场的屏蔽效能研究

研究轨道车辆内部磁场分布、标准限值,以判断车厢内具有安全的磁场环境,保障佩戴心脏起搏器及其他植入设备乘客的人身安全。轨道车辆车厢空间的磁场主要为低频磁场,通过仿真分析和现场测试,揭示其辐射强度分布特征以及车体对低频磁场的屏蔽效果。

柔性轮对的轮轨静态接触和车辆动态性能研究

分别研究了考虑轮对柔性时对轮轨静态接触几何关系和车辆动态性能的影响。首先在假设车轮不变形的前提下,将车轴简化为欧拉-伯努利梁模型,并以LM磨耗形踏面和标准60钢轨为研究对象,求解车轴运动微分方程以获得车轴的变形信息,再基于传统迹线法自编程序进行几何计算,求解变形后的轮轨接触几何参数,并与刚性轮对进行对比。结果表明,在横移量较小的情况下,柔性轮对与刚性轮对接触几何参数差别不大,当横移量较大时,两者有明显差异。其次,在车辆-轨道系统动力学模型中,利用模态叠加法将轮对考虑为柔性,并利用自编动力学积分程序计算常规工况和初始不称重特殊工况,分析其对轮轨力和一系悬挂力影响。结果表明常规工况下考虑轮对柔性的影响较小,而在特殊工况下,由于激励覆盖频率较高,柔性轮对的固有模态容易被激发,对轮轨力和一系悬挂力造成明显影响。

高速动车组车下悬挂设备隔振设计研究

高速动车组车下悬挂设备的隔振设计应最大程度地发挥设备工作效能,减小车体振动及两者的相互影响,提高乘坐舒适度。为研究车下悬挂设备隔振器参数对隔振性能的影响,根据机械振动和减振隔振理论,推导车下典型设备(牵引变压器及冷却单元)刚度设计的动力学方程。建立车体与牵引变压器及冷却单元的有限元分析模型,并以变压器振动烈度、地板舒适性和隔振效率为评价指标,深入分析隔振器刚度、风机转速、车体一阶垂弯频率、变压器质量等对隔振性能的影响,得到隔振器刚度、风机转速、车体一阶垂弯频率和变压器质量等对隔振性能的影响规律。结果表明,隔振器刚度、风机转速、车体一阶垂弯频率和变压器质量等对隔振性能的影响明显,可为车下悬挂设备隔振设计提供依据。

前置后驱汽车传动系与车身耦合振动机理研究

由于前置后驱汽车的传动系较长,其传动系引起的车内振动噪声问题普遍存在。对某型前置后驱汽车做整车振动噪声实验,发现其车内噪声是由传动系扭振经主减速器传至车身引起的。基于后桥及悬架的静力学分析得到耦合振动激励,建立同时考虑轮胎和主减速器齿轮耦合途径的整车耦合振动力学模型,研究传动系扭振、车身纵向振动和横向振动的耦合机理。研究结果表明,主减速器齿轮是传动系扭振与车身振动的重要耦合途径,考虑该途径时,传动系扭振动、车身垂向振动和纵向振动会相互耦合。

燃料电池有轨电车冷却装置降噪设计及试验研究

以氢为能源进行发电的燃料电池动力系统,是具备清洁、高效、无污染等优点的清洁能源技术,是城市轨道交通的首选。冷却装置是保证燃料电池有轨电车正常工作的关键部件之一,高效冷却系统往往也带来噪声过大的问题,影响到有轨电车车内乘坐舒适度。针对有轨电车用燃料电池冷却系统车顶空间紧凑及散热量大、噪声低等设计要求,试验研究不同散热器翅片形式、冷却风机叶片形式及不同降噪材料铺贴方案下冷却装置的声学性能;通过对比试验结果,获得了较优冷却系统结构及降噪材料组合方案,降噪量达到2.9 d BA,在此基础上完成了燃料电池系统冷却装置的集成设计。样机测试结果表明,该型燃料电池冷却系统在高效散热的同时,达到了低噪声的设计要求。

有轨电车混合动力系统容错控制方法研究

为保证混合动力有轨电车高效、可靠运行,针对有轨电车混合动力系统的常见故障情况进行了梳理,提出了相应的容错控制方法,为提高混合动力有轨电车动力性、安全性及可靠性提供了一套有效的解决方案。

燃料电池有轨电车车载氢系统设计

氢燃料电池有轨电车作为一种"纯绿色"的交通工具,以其特有的零排放、无污染、低噪声、能源可再生、转化效率高等优势成为新时代城市交通发展的亮点。本文对燃料电池有轨电车的国内外发展现状和储氢系统、高压气瓶及相关安全检测等车载氢系统技术进行了总结。在此基础上,针对某燃料电池有轨电车技术需求,提出了车载储氢系统设计方案及氢气加注方案。

高速列车表面随行波微细结构减阻技术研究

针对高速列车车头流线型区域、转向架区域隔墙部位、风挡区域端墙部位共3个具备减阻潜力的部位布置了不同形状、尺寸及布置方式的随行波微细结构,通过仿真计算和风洞试验,获得了利用表面随行波微细结构进行减阻应用的可行性方案。仿真和试验结果表明,流线型部位不宜采用随行波微细结构;转向架区域隔墙部位和风挡区域端墙部位等处进行凹坑型表面随行波微细结构改形处理后具有良好的减阻效果。

列车气动阻力风洞试验研究

通过对缩比为1:8高速列车模型在8m×6m风洞进行的列车风洞试验,研究列车零部件其中包括空调导流罩,受电弓,受电弓导流罩,车门的形状位置发生变化时,对列车气动性能的影响,并对试验结果进行了分析,研究结果表明:受电弓的位置和布置形式会对整车阻力产生影响,当中间车门凹陷时,整车阻力增加,加有导流结构的门有效的改善了门凹陷引起的阻力增加,空调导流罩很好的顺形结构对阻力影响不大。

有轨电车储能部件新型热控制方案研究

储能部件热控制技术是混合动力有轨电车稳定运行的保证之一。为了保证新型储能部件的温度均匀性,并使其工作在最佳的温度范围内,设计了两种新型储能部件相变材料——空气耦合热控制方案。通过制备石蜡/泡沫铜复合材料,搭建试验台,将内嵌式方案和外贴式方案进行不同放电倍率和不同工况的试验测试,为新型储能部件热管理系统的实际开发提供一定的借鉴。

高速列车自动驾驶可行性研究

本文首先介绍了自动驾驶系统的组成及应用。其次阐述了地铁自动驾驶技术的实现方案。最后对高速列车应用自动驾驶技术的可行性进行研究。

高速列车受电弓气动噪声降噪

基于Lighthill声学理论,采用宽频带噪声源模型、大涡模拟和Ffowcs Williams-Hawkings声学模型对某型高速列车气动噪声进行数值模拟,建立3节编组高速列车整车气动噪声模型,分析该型高速列车的主要气动噪声声源及远场气动噪声特性,并以受电弓为主要气动噪声源进行降噪研究,主要考虑受电弓的开/闭口方式、不同受电弓导流罩结构、受电弓导流罩不同安装位置等主要噪声源部位处的低噪声设计。基于以上分析,得到低噪声的高速列车受电弓结构,较原始高速列车其最大声压级减小3.1 dBA,达到低噪声设计目标。且通过风洞试验验证了所提出的高速列车气动噪声计算方法的有效性和正确性。

动车组明线运行速度提高对空调工作的影响

为研究列车运行速度提高对空调工作的影响,采用三维定常不可压缩k-ε湍流模型,对不同运行速度下4辆编组的某新型动车组明线运行的空气动力学特性进行仿真,分析在不同运行速度下客室和司机室的空调冷凝器进、出口表面压力变化规律,预测冷凝风机通风量随列车运行速度提高的变化规律。计算结果表明:随着运行速度的提高,动车组车体表面和冷凝器进出口表面压力逐渐降低,冷凝器进、出口压差基本呈降低趋势,头车司机室和客室的前通风机通风量逐渐降低,尾车司机室和客室的后通风机压差为负且绝对值逐渐增大,说明通风机通风量逐渐提高。

高速列车头型气动外形关键结构参数优化设计

降低列车运行阻力和气动噪声是提升高速列车速度能力和环境适应性的有效手段。针对气动阻力、气动噪声这两项优化目标,利用Isight软件建立了集参数化驱动建模、计算网格划分、气动计算、优化分析等步骤的高速列车新头型气动性能自动优化设计流程,运用基于多目标遗传算法NSGA-II的优化设计方法,对鼻尖高度、排障器前端伸缩量、转向架区域挡板倾角等关键设计变量进行了优化设计以及与气动阻力和气动噪声的相关性分析,在此基础上提出了综合性能较佳的新头型气动外形。通过计算结果可知,1鼻尖高度对整车阻力和头车表面最大声功率均为正相关关系;2转向架区域隔墙倾角对整车阻力和头车表面最大声功率影响的相关性最大;3通过优化转向架区域隔墙倾角可有效降低该处气动噪声的表面声功率。

高速列车铝合金超声波法残余应力检测误差分析

为了研究超声波残余应力检测技术在高速列车关键部位残余应力检测时,不同误差对测试数据的的影响,以A5083及6005A为研究对象,研究了其织构各向异性与超声传播时间的关系,并分析了频率对测试深度应力系数的影响.结果表明:在平行与垂直材料轧制方向,A5083材料声波传播在拉压应力状态下应力系数差别相对较小,偏差约为4.26%;6005A材料在拉压应力状态下应力系数差别相对偏大,拉应力和压应力拟合的应力系数偏差率约为13.12%,均需单独标定;不同频率声波探头测试的深度不同,所标定的应力系数值差别较大,焊缝区域在拉压应力状态下应力系数变化最为明显,最大变化率为30.69%,热影响区和母材的变化率分别为14.03%和9.66%.

动车组推挽式运行对动力学性能的影响

针对160 km/h动力集中型动车组推挽式运行的安全性问题,利用SIMPACK建立动车组9编组动力学模型。仿真分析了不同牵引方式下动车组的安全性。对动车组的直线运行安全性及平稳性,横风环境下运行的安全性做了分析,并将推挽式运行与牵引式运行时的安全性和平稳性进行了对比分析。结果表明,对于推行的特殊工况,安全性指标与正常运行时相差不大,平稳性指标有所增大,但都满足运行要求。在横风风速为30 m/s时,动车组推挽式运行的最高允许运行速度为156.7 km/h,比牵引式运行时最高允许运行速度降低了20%,动车组推挽式运行时抵御横风的能力明显下降。

三元锂电池性能衰减实验及分析研究

三元锂电池是目前常见的动力电池之一。针对三元锂电池进行了参考特性测试和寿命循环测试,对待测电池容量、内阻、开路电压、充电特性、工况特性分析研究,用于探究其老化衰减特性,为后续研究三元锂电池老化状态评估、寿命预测及梯次利用提供实验数据基础。

城际动车组车体模态灵敏度分析

建立了某城际动车组车体有限单元模型,计算了车体模态,得到了车体模态频率及振型.用数值微分法计算了车体模态频率对车体结构参数的灵敏度,计算结果表明车体前三阶模态频率对底架、侧墙、顶板壳厚度的灵敏度为正值,即车体模态频率随着这些板件厚度的增加而增大;前三阶模态频率对车体端墙和牵枕缓部位结构厚度灵敏度为负值,即车体模态频率随这些板件厚度的增加而减小.在保持车体重量基本保持不变的前提下,用灵敏度信息对车体结构进行修改,使车体前三阶模态频率均得到了提高.

A6005A-T6铝合金焊接接头P-S-N疲劳寿命研究

根据铝合金材料疲劳试验统计分析方法,求出了A6005A-T6铝合金焊接接头平滑样和带余高试样的P-S-N疲劳曲线,基于该曲线对不同应力集下的试验数据进行了可靠性分析,探讨了S-N曲线与P-S-N曲线之间的优劣性。研究结果表明,如果用高存活率、高置信度的P-S-N曲线进行设计和寿命估算,其结果将更有利于安全。

超高速动车组新头型方案设计与验证

为降低超高速动车组的气动阻力,综合国内外高速动车组头型设计要素,设计了速度500 km/h超高速动车组头型。基于美工效果、人机工程、限界、曲线通过、气动力、气动噪声等多项指标,完成了超高速动车组头型气动性能综合评估、头型优选和试验验证。研究数据可为更高速度级动车组设计和气动性能数据库的扩展提供技术储备。