超导磁悬浮列车磁液复合减振装置承载特性研究

为提升超导磁悬浮列车的运行品质,提出了一种超导磁液复合减振装置,研究了超导磁液复合减振装置的结构和工作原理,给出了性能计算方法及流程,分析了不同场作用时的承载特性。研究得出随超导体数量的增加承载力变大,且存在一个最优的超导体数量值,为了获得高承载力应该保证永磁盘宽度与超导体直径基本相等,永磁盘厚度增加到一定值后承载力增加幅值变小;液氮润滑膜压力在超导体中心处有最大值,随着转速的增加液氮润滑膜厚度增加、温升提高;磁场和流场共同作用后可以降低液氮润滑膜的压力及温度,随着转速的升高可以大幅提升超导磁液复合减振装置的承载力。

我国高速动车组源头质量安全管控研究

截至2022年底,我国高铁的运营里程已达到4.2万公里,到2035年高铁运营里程将达到7万公里,庞大的高铁网络规模给行车安全带来了前所未有的挑战,开展高速动车组源头质量安全管控研究至关重要。首先总结了我国高速动车组质量安全管控的现状,重点包括质量管理体系、质量管控机制、产品交付质量把关、质量问题管理、数字技术支撑五大方面,其次根据历年事故和隐患数据统计,梳理总结出当前高速动车组质量安全管控的产业、产品、技术、供应链等方面的突出问题,提出高速动车组源头质量基础能力支撑、过程管控、技术保障、避免人为的管控方法,最后从国家和行业层面提出构建高速动车组信用体系、形成中国特色技术标准体系、政策助推深度自主化、完善人才队伍建设等对策建议。

铁路货车CL60车轮电弧微铸锻修复组织与性能研究

货车车轮是铁路的重要组成部分,因其承受的负载较大,车轮踏面磨损至一定程度后,车轮无法满足铁路货车车轮正常、安全工作时的尺寸要求,利用电弧微铸锻复合增材制造技术修复车轮损伤区域,对于开展铁路货车车轮的快速修复具有重要意义。采用B1807ERM焊丝对铁路货车车轮踏面进行电弧微铸锻复合增材修复,修复完成后,观察并分析修复区域的微观组织及进行力学性能测试。结果表明,增材层基本由板条状马氏体和铁素体组成,组织中没有明显的焊接缺陷,冶金结合良好;且修复区域增材层拉伸性能超过基体性能的95%,冲击韧性超过基体性能的120%,增材层硬度均高于基体硬度满足修复应用要求。

HX_(D)3C型机车用JZ-8型制动系统重联塞门改造研究

针对HX_(D)3C型机车用JZ-8型制动系统模式设置时需要单独操作重联塞门的问题,结合我国既有和谐机车各型制动系统模式设置方案,分析了JZ-8型制动系统重联塞门的作用,提出了改造方案,并对改造后的系统完成了试验验证,结果表明改造方案合理可行。

中车慧衍工业智能开放平台

中车工业研究院有限公司(简称中车研究院)以轨道交通、风电领域工业装备健康管理为场景,应用大数据、人工智能、云计算、物联网等技术,构建云、边、端协同的中车慧衍工业智能开放平台,基于多源、多维传感网络系统和积木式异构边缘计算系统。

高速磁浮列车过隧道诱导的隧道出口列车风研究

高速磁浮列车进入隧道时,产生的压缩波会在隧道出口诱导气流形成伴随速度。以高速磁浮列车为研究对象,采用三维、可压缩、非定常的计算方法对不同列车运行速度和隧道阻塞比下列车通过隧道的过程进行了计算,分析了隧道出口附近压缩波诱导的列车风特性,给出了列车运行速度和隧道阻塞比对列车风速度的影响规律。结果表明:隧道出口内,压缩波诱导形成的列车风速度变化趋势与峰值在纵向(列车运行方向)上基本保持不变;隧道出口外,列车风峰值速度在纵向25 m范围内逐渐降低,在横向(垂直于列车运行方向)5 m范围内基本保持不变;随着列车运行速度和隧道阻塞比增大,隧道出口内外的列车风峰值速度均明显增大,列车运行速度600 km/h、隧道阻塞比17.04%时,隧道出口外轨道中心线上纵向5 m处列车风峰值速度高达56 m/s。本文结论可为铁路隧道列车风防护及高速磁浮列车安全运行提供参考。

我国氢能源列车发展研究

为实现可持续交通,可替代能源技术的研究和应用成为未来发展重点,而氢能列车被视为实现未来碳中和的创新解决方案之一。通过梳理国内外轨道交通氢能列车的研制情况,结合近年来氢能列车的采购趋势分析了未来氢能列车的市场前景,基于氢能产业、技术研发、政策扶持、运营模式等方面,剖析了欧洲氢能列车快速增长的原因,总结氢能列车应用的关键因素,并结合氢能产业链,从氢能列车的上游氢能源成本、中游燃料电池系统、下游列车续航里程和运营成本分析了制约我国氢能列车发展的主要因素,提出加大氢能及燃料电池的政策扶持力度、降低氢能列车运行成本、降低氢能列车总成本、提高氢能列车性能、谋划氢能列车的应用场景等发展氢能源列车的建议。

地铁列车转向架构架载荷谱校准方法研究

针对地铁列车转向架构架的载荷谱校准问题,本文基于Miner累计损伤法则和使用遗传算法的损伤一致性方法,建立并校准转向架构架的准静态分立载荷谱。根据焊接接头的S N曲线和实测应力谱,得到转向架关键部位的实测应力损伤,使用雨流计数法对实测应力进行统计,通过试验获取静态标定载荷应力传递系数,得到实测载荷谱下转向架构架关键部位的计算损伤。为了使实测载荷谱造成的损伤与实际应力造成损伤一致,基于载荷谱损伤一致性校准原则,采用校准系数法对实测准静态分立载荷谱进行校准,并使用遗传算法对载荷谱的校准方法进行优化。优化结果表明,校准优化后的转向架构架载荷谱满足可靠的定量分析要求,具有实际工程应用价值。

轨道列车外观产品识别系统应用研究——以德铁ICE列车为例

产品识别系统能够使产品系列得到规范化与有序化。伴随着铁路运输业的发展,各国铁路运营商为强化自身品牌形象,加强企业竞争力,在产品特征、企业形象等方面逐步形成了具有统一识别性的传播形象。文章以产品识别系统为出发点,通过建立产品识别系统的分析模型,以德铁的ICE列车系列为例,对列车外观产品识别系统的设计进行分析,剖析产品识别系统在轨道交通领域的运用和发展。

网络功能虚拟化及其在轨道交通通信网络中的应用研究

软件化的出现意味着对网络设计和管理的重新思考,在铁路领域引入网络功能虚拟化具有挑战性,但其能够颠覆性地改进管理系统,并为下一代铁路通信网络铺平道路。网络功能虚拟化具有对资源的灵活共享和调配、能够提高资源利用率等优势。本文分析了网络功能虚拟化的原理和架构,重点阐述了网络功能虚拟化在轨道交通通信网络里的应用场景和关联技术,并探讨了网络功能虚拟化及其在轨道交通通信网络中应用潜在的机遇与挑战。

发展循环经济助力装备制造业碳达峰碳中和的路径剖析

发展循环经济既是我国装备制造业实现绿色发展和实施“双碳”治理的关键路径,更是推动生态文明建设、破解资源环境约束的基础之策。当前,装备制造领域对于发展循环经济优化“双碳”治理的制约因素和方法论缺少系统研究和探讨,对此,本文将重点阐述发展循环经济的难点痛点和模式路径。研究表明:我国装备制造领域发展循环经济主要面临协同发展模式尚未建立、企业战略制定和推进落实不到位、应用场景和服务供给不足等制约因素,可尝试建立面向碳中和的能源循环利用系统、循环制造系统、循环减碳系统,将企业绿色低碳发展的“小循环”与绿色产业集群发展的“大循环”相结合,构建装备制造领域再生、共享、循环模式,提高能源利用、制造流程、运营过程中的资源效率,加快实现全产业链绿色高质量发展。

从现代有轨电车技术的发展看中国研究方向

通过对欧洲有轨电车发展历程的分析,以及对欧洲主流有轨电车产品的技术分析,总结出有轨电车发展的关键核心技术,并指出中国有轨电车技术的主要发展方向。

面向轨道车辆的三维模型审查系统研究

为保障轨道交通产品高质量快速迭代,产品制造前必须进行质量控制与标准化审查。当前各企业仍面临审查规则可扩展性不强、审查工具可移植性差、审查工作流灵活性不高的问题。为解决这些问题,分析了企业在规则、应用工具和工作流三个层面对产品模型审查系统的需求,研究了轨道车辆设计领域常见的规则及其形式化表示方法,提出了面向规则定制的审查方案的配置方法,实现了基于定制化规则的审查工具和基于角色的工作流定制。最后以面向规则定制的模型审查系统为例,验证了所提方法应用于工程实践的可行性。

高速列车内飞沫传播特性及抑制方法研究

采用基于Euler-Lagrange的数值模拟方法,对高速列车车厢内气流组织及飞沫扩散传播特性进行了研究,提出并验证了合理的抑制飞沫传播扩散方法。研究结果表明:高速列车上送下回的通风方式会在车厢内形成大范围的旋涡结构,对飞沫的传播扩散影响较大;通过在车厢顶部加装整流网的方式,可以使飞沫的传播距离缩短34.5%,减少乘客间的交叉感染。控制方案可为高速列车的车厢通风系统设计及保障旅客健康安全方面提供参考。

低合金高强钢螺纹孔摩擦塞补焊修复接头的组织与性能研究

针对轨道车辆零件螺纹孔摩擦塞补焊修复工艺及性能进行了研究。在优化的塞孔/塞棒几何参数和焊接工艺参数下制备了无缺陷的焊接接头,并分析焊接接头的微观组织、拉伸性能、冲击韧性和疲劳性能。结果显示,当轴向压力过大,接头界面处会形成未焊合缺陷。在转速为7 000 r/min、轴向压力35 kN、顶锻压力40 kN、塞棒进给量18 mm的参数下,可以获得成形良好的无缺陷接头。靠近结合界面的微观组织主要为珠光体、铁素体和部分板条状贝氏体。焊缝中的微观组织为针状铁素体和大量晶界铁素体,以及少量的板条状贝氏体。焊接接头具有优良的力学性能,其拉伸性能与母材相当,室温拉伸试验中,接头断裂位置均位于母材;疲劳实验中,螺栓外螺纹总是先于修复螺纹孔内螺纹发生疲劳断裂,修补螺纹的500万次疲劳强度达到142 MPa。

基于Haar-like特征分类器的列车受电弓智能定位研究

弓网系统在高速行驶的动车组运行过程中发挥着至关重要的作用,列车在运行过程中,受接触网高度变化、列车运行线路复杂背景等因素影响,给受电弓的准确定位及后续故障检测带来巨大干扰。本文提出了一种基于Haar-like特征分类器的列车受电弓智能定位方法。该方法采用积分图方式来高效计算受电弓监测视频帧下的Haar-like特征,利用Adaboost算法训练受电弓分类器,从而得到级联boosted分类器,以完成受电弓的实时位置检测。上述方法的有效性和泛化性在2段真实的受电弓监控视频流中得到验证,实现了在复杂背景噪声下的受电弓区域的准确有效定位。

声学黑洞铝型材板结构减振特性仿真研究

声学黑洞(Acoustic Black Hole,ABH)技术作为一种新型高效的能量聚焦以及振动控制技术,在减振降噪方面具有很好应用潜力。铝型材板结构作为一种夹层结构,具有高比刚度和高比强度等优异轻量化特性,广泛应用于列车外地板、船舶、航空航天等领域中。为了探究ABH和铝型材板结构相结合后是否还具有典型的ABH效应,运用有限元数值模拟方法研究嵌入式ABH铝型材板结构的振动能量聚焦特性。对于频点和频带聚焦特性分析结果表明,在铝型材板结构中嵌入ABH特征结构可以起到显著振动能量聚焦效果。此外,根据聚焦特性分析结果,在ABH铝型材板结构中的ABH特定区域内敷设阻尼材料,并通过仿真计算验证了其减振特性。结果表明,由ABH铝型材板结构附加阻尼材料所得的组合结构振动水平显著低于普通铝型材板结构,部分频率下振动衰减高达52.6 dB。这为轨道交通领域提供了一种很有应用潜力的结构减振降噪新思路。

制造企业碳中和治理路径及启示——以西门子为例

通过扩大绿色电力应用、建设绿色工厂、打造绿色供应链、提供绿色产品和碳减排服务、推动绿色交通运输等碳中和相关措施,西门子加快了自身运营碳中和与价值链上下游碳中和的步伐,成为制造企业碳中和治理的表率。对此,国内制造企业可充分借鉴西门子经验,在碳中和治理过程中不断完善组织管理体系、分类施策、优化运营减碳、建设绿色产业链供应链,实现全价值链的碳中和。

中央企业推进建设世界一流创新平台的启示建议

加快建设科技强国,实现高水平科技自立自强,需要发挥中央企业在创新中的引领作用,以强化国家战略科技力量为核心,以建设世界一流企业为目标,建设世界一流创新平台。中央企业国家级研发平台在引进人才、提高基础研究能力和自主创新能力、加强关键核心技术攻关等方面发挥了积极作用,取得了一大批重要科技成果和专利,获得众多国家科技奖励,日益成为企业提高自主创新能力、优化科技资源配置、完善企业技术创新体系的重要载体。

磁浮列车机械制动系统交叉耦合控制方法

机械制动系统在制动过程中产生一定的能量消耗,若控制策略不合理,容易导致制动能耗过大,影响磁浮列车的正常运行,为此,提出磁浮列车机械制动系统交叉耦合控制方法。根据磁浮列车机械制动系统结构框架,计算液压力伺服系统的传递系数和闸瓦与轨道之间的摩擦系数,以此获取磁浮列车机械制动系统传递函数。根据该传递系数,引入气隙、速度双重同步交叉耦合控制器,求取气隙同步误差和扰动量,获得交叉耦合控制结果。利用果蝇优化算法(fruit fly optimization algorithm,FOA)对该控制器的控制参数实施参数寻优,得到最优控制参数,进而实现磁浮列车机械制动系统交叉耦合稳定控制。实验结果表明,所提方法能够获取最优控制参数,并提高控制精度和效率。