悬挂式车辆中间车钩异响问题的原因分析及优化方案

针对悬挂式车辆中间车钩在列车动态调试过程中发生异响问题,本文从车辆运行工况、车钩结构组成、尺寸公差设计等方面分析了车钩可能出现异响的原因,并逐条分析验证。针对车钩出现异响的原因,提出结构优化方案,经过验证,方案优化后的结构完美解决了中间车钩的异响问题,提高了车辆运行过程中的可靠性和乘坐舒适性。

轨道车辆RCM分析技术与系统研究

RCM分析方法以可靠性为中心开展维修分析,在轨道车辆研制过程中,通常采用RCM确定车辆预防性维修需求、优化维修策略。通过对系统进行功能与故障分析,明确系统故障发生的后果,用规范的逻辑决断方法,确定各类故障后果的预防性对策,通过现场故障统计、专家评估和定量化建模等手段,在保证安全性和可用性的前提下,以维修停机损失量最小为目标,优化系统的维修策略。文章通过分析轨道交通RCM分析MSI选择与RCM逻辑决策流程,建立了适用于国内轨道车辆检修规程分析的RCM分析系统技术架构,基于可靠性数据分析、系统功能故障分析、故障影响分析等模块开发,搭建了可动态扩展、可实现快速响应需求的轨道车辆RCM分析平台,可以有效支撑轨道车辆检修规程制定及修程优化。

机车车辆车钩缓冲装置及吸能装置的耐撞性研究

为了研究某机车车体结构的耐碰撞性能,基于仿真软件的工程应用,建立了详细有效的机车车辆车体结构非线性动力学有限元模型.其中,重点对机车车钩缓冲装置和吸能装置进行了详细的有限元模拟.并以装有车钩缓冲装置和吸能装置的机车以10 km/h速度撞击刚性墙为例,验证了该机车的耐碰撞性能.结果表明,该机车在碰撞过程中,车钩缓冲装置和吸能装置很好的发挥了其能量吸收作用,机车车体结构没有发生塑性变形.

柔性车体与构架对车辆振动响应的影响分析

文中为在车辆多体动力学仿真中将车体和构架考虑成柔性体,使用有限元子结构分析,对车体和构架有限元模型进行缩减。通过刚柔耦合多体动力学仿真,获得车辆线路实际测点处振动加速度响应,并与实测数据进行对比,研究柔性车体与构架对车辆振动响应的影响。研究结果表明:相对于多刚体动力学模型,将车体和构架柔性化处理后进行仿真,车辆在更多频率处的振动响应会增大,计算得到的测点振动加速度均方根值也更大,与实测数据更接近,证明了在进行车辆系统动力学分析时将车体和构架考虑为柔性体的必要性。

机车车辆用新型柜内真空断路器应用研究

介绍了一种新型柜内真空断路器,从安装结构强度及电场强度上验证了此安装方案的可行性,此新型柜内真空断路器安装方案的机械强度及电气性能满足机车车辆的使用要求。

机车车辆二系垂向阻尼对其振动传递特性的影响

转向架的悬挂系统对车辆的振动衰减起着重要的作用。为了机车车辆二系阻尼对振动传递特性的影响,本文首先将车辆系统简化为两自由度受迫振动的线性简化模型,并建立动力学微分方程,对两自由度车辆振动模态进行分析。最后基于Simpack多体动力学软件,建立了动车组的非线性多体动力学仿真模型,分析了不同二系垂向阻尼对车体振动幅值的衰减情况。

高速列车车端外风挡气动性能分析

车端外风挡是动车组车端连接的重要组成部分,本文针对新一代高速动车组车端外风挡的空气动力学性能进行研究,通过流固耦合的数值仿真方法,分别对不同侧壁宽度橡胶外风挡方案进行了气动载荷作用下的受力及位移分析,通过仿真结果对比不同方案外风挡结构流场和动态响应特性,并对不同结构方案外风挡动力学性能进行评估。

轨道车辆预防性维修全寿命周期备件数量计算模型

轨道车辆海外项目招标时,均将LCC作为一个重要指标进行考核,全寿命周期预防性维修备件成本是LCC计算的一个关键组成部分,通过固定预防性维修计划编制样式,利用excel函数组合建立备件计算模型,实现了预防性备件数量的自动计算,并根据备件计算逻辑提出维修任务编制时注意事项。同时根据实际年度运行里程与预计年度运行里程的数值比较确定备件的计算公式,实现了预防性备件数量随实际年度运行里程的自动变更,保证了LCC计算的准确性,为用户采购车组数量和年度运行里程提供了决策依据。

气动载荷对高速列车车体强度的影响研究

随着列车运行速度的提高,气动载荷对车体强度的影响越来越显著。文章以某动车组车体为研究对象,首先基于有限元分析软件建立了车体有限元模型,然后参照其模拟仿真的明线会车压力波数据,采用时间积分的方法将车体测点瞬态压强转化为整个侧墙表面的气动载荷,依次加载多工况载荷来模拟整个会车过程,最后在车体上选择“关注点”,对比气动载荷加载前后“关注点”当量应力,分析计算气动载荷对车体强度的影响。试验结果表明,气动载荷对车体门角、窗角及车顶设备安装处强度影响较大,最大强度贡献率达到了37.3%,出现在第三车窗窗角处。在车体强度评估过程中考虑气动载荷是相当有必要的,通过时间积分可将瞬态压力波转化为多工况来模拟会车过程中的气动载荷作用。

自限温电伴热座椅在轨道车辆上的应用研究

温州S2线市域动车组采用带有电伴热装置的不锈钢材质座椅,满足乘客夏季清凉、冬季温暖的舒适性要求。文章分析了座椅面温度设定依据,并进行了安全性设计。最后对不同功率配置的座椅进行了温升试验,结果显示,采用26 W/m自限温电伴热带的功率配置,在座椅达到热平衡后,乘客落坐时体感适中,长时间持续乘坐也不会有明显的发热感,表明温州S2线市域动车组座椅加热方案和温度的设定既安全合理,又满足乘坐舒适性要求。

轨道车辆全寿命周期费用分析系统研究

轨道车辆产品全寿命周期费用分析对产品设计制造具有十分重要的意义,其中产品的可靠性、可用性与可维护性是制约产品全生命周期费用分析的关键因素,如何结合RAM研究成果及LCC研究成果,为决策提供最优支持,是当前RAMS研究和LCC研究的主流方向,针对以上问题,本文研究了一种轨道车辆全寿命周期费用分析系统,加强全寿命周期费用分析能力,支撑检修成本分析和修程修制优化。

轨道车辆全生命周期可靠性评估分析系统研究

为进一步实现数据的互联、互通、互用、复用,将提炼、加工过的数据、形成的结论、经验和知识共享,得到进一步的提炼、升华和积淀,促进工程设计人员的设计水平的提升,形成数据、经验、知识、设计能力的良性循环,文章研究了一种轨道车辆可靠性评估分析系统,加强全寿命周期分析能力,支撑检修成本分析和修程修制优化。

基于静态轮重减载率的车辆参数分析

轮重减载率主要反映车轮减载的程度,当轮重减载率过大时,车辆脱轨风险增加。在TSI标准体系中,采用EN 14363静态轮重减载率是第三种评估方法的指标,国外其他标准如英国标准GM/RT 2141、澳大利亚ROA指南和美国公共交通协会规定的APTA PR-M-S-014-06均将静态轮重减载率作为评估扭曲线路的评估指标。本文根据美国公共交通协会规定的静态轮重减载率评估方法,基于某市域车辆以仿真和试验相结合的方式进行分析。结果表明:仿真结果与试验结果的最大偏差为0.5%,因此模型可以代替试验进行评估;较大的一系垂向刚度、较小的簧上质量、簧间质量和簧下质量对静态轮重减载率不利,当一系垂向刚度增大,簧上、簧间和簧下质量降低25%时,轮重减载率分别增大20%、17%、5%、6%。因此,在设计车辆时,建议一系垂向刚度范围为1~1.47 MN/m。

轨道车辆横向振动H∞半主动控制技术研究

面对国内轨道车辆在既有线路和高速线路之间跨线运行的需求,为进一步提升车辆跨线运行品质,研制了半主动横向减振系统对车辆振动的改善作用。通过建立车辆横向振动控制模型,设计了H∞半主动减振控制算法。为验证控制算法,搭建了H∞半主动控制联合仿真模型,进行了仿真分析。分析结果均表明:基于H∞控制的半主动横向减振器可以有效衰减车体横向振动,尤其是0.5~3Hz的低频模态振动,幅值可衰减50%以上。

城轨车辆双车全自动调试试验技术研究

随着城轨车辆车车通信技术的发展,在公司全自动市域列车上已采用该技术进行车辆的信号控制。在对基于车车通信的两列城轨车辆进行动态双车跟踪调试试验的过程中,工程技术人员遇到了各种问题,为了在保障安全的同时达到双车全自动调试试验的最优效果,工程技术人员通过协调各方,与供应商配合分析解决了车辆与信号的接口问题、车辆能耗与牵引变电所容量匹配性问题,制定了有效的管理措施对试验参与方资源进行合理配置,成功完成了双车跟踪的动态试验展示,保障了双车动调试验的安全进行,本次实验的过程和经验可对后续的此类试验提供有意义的参考价值,为类似的故障处理提供指导方法。

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。

有限变工况特征迁移学习方法及其在高速列车轴箱轴承故障诊断中的应用

以高速列车轴箱轴承为研究对象,提出了一种适用于有限数量变工况下的轴承故障诊断方法。该方法以有监督的学习模式构造自编码器,将不同工况下特征值集向参考工况下特征集做映射迁移,从而减弱由工况变化引起的轴承故障特征值改变的影响。再将迁移后的特征集输入由参考工况特征集预训练的基于卷积神经网络的故障诊断模型,实现变工况下轴承故障的诊断。凯斯西储大学轴承公开数据集和高速列车轴箱轴承数据集的试验结果表明,经监督式自编码器特征迁移后的轴承故障识别准确率有了较大提升,该方法能够较好的实现有限工况下的特征序列的迁移,解决工况变化带来的故障特征的畸变问题。

柔性构架对车辆振动性能及运行安全性的影响研究

为了研究柔性构架对车辆运行安全性的影响,以某型号动车组为研究对象,建立其构架的有限元模型。分别建立多刚体模型和构架刚柔耦合模型,通过观察相关测点的振动响应,研究柔性构架对车辆振动性能的影响;通过对比两种模型同一轮对上的轮轨力、脱轨系数、轮重减载率等安全性指标的变化,研究柔性构架对车辆运行安全性的影响。结果表明:在进行车辆振动及运行安全性分析时,有必要考虑车体柔性,以保证计算结果更接近实际情况。

长大坡道下高速车辆车轮滚动接触疲劳与磨耗仿真

文章建立车轮滚动接触疲劳预测模型和磨耗预测模型,分析长大坡道条件下坡度和车速对动车组车轮滚动接触疲劳和磨耗的影响。车轮滚动接触疲劳预测模型由车辆动力学模型和损伤函数组成,车轮磨耗预测模型包括车辆动力学模型、轮轨局部接触模型、磨耗模型、平滑与更新策略,并基于现场实测车轮磨耗结果对车轮磨耗预测模型进行修正和验证。结果表明:下坡线路是导致车轮滚动接触疲劳的主要工况,并且车速越高或下坡坡度越大,车轮越容易萌生滚动接触疲劳;车辆直线运行时疲劳裂纹萌生位置基本在距离名义滚动圆外侧6~9 mm内,疲劳裂纹萌生角度基本在−10~10°。无论是上坡还是下坡,坡度越大,车轮磨耗越大,30‰坡度的上坡工况车轮磨耗面积约是−30‰坡度的下坡工况的1.85倍。在相同坡度条件下,对于上坡工况,车轮磨耗随着车速的增大而增大,而对于下坡工况,车速对车轮磨耗影响较小。

高速列车受电弓非定常气动特性数值模拟

受电弓的非定常气动特性严重影响受电弓和接触网之间的受流性能。基于计算流体动力学理论,采用分离涡模拟(DES)方法对受电弓高速运行在有无横风环境下的气动特性进行数值模拟。对受电弓周围流场以及气动力特性进行对比研究。数值计算结果通过了风洞试验数据验证。研究结果表明:受电弓受到的气动力具有非常显著的非定常特性;无风环境下受电弓周围流场近似成对称分布,横风会破坏流场的对称性,漩涡向气流背风侧迁移,受电弓表面漩涡脱落的速度和强度增加,且向下游发展的速度以及破碎的速度加快。受电弓框架系统的气动力波动受横风的影响最大,其次为弓头;横风下,受电弓各部件功率谱密度的频率分布更广,弓头的脉动升力具有明显的主频特性,且滑板对此主频的贡献量最大。