高速列车车端关系综合试验台试验研究

为了验证基于Stewart并联机器人的车端关系综合试验台能否满足车端关系试验的要求,进行静态定位精度、最大运动范围、运动学正解、动态跟踪特性和最大输出速度试验.结果表明,试验台最大平移运动定位误差0.1 mm,最大旋转运动定位误差0.1°,远优于车端关系试验实际需求,Stewart并联机器人运动学正解精确,可用于系统状态实时监控;动态跟踪特性中,最大幅值衰减和相位滞后均发生在Y向,分别为0.755 dB和25.92°,明显优于幅值衰减3 dB和相位滞后小于90°的要求;三向平移运动最大输出速度均能够达到0.2 m/s的要求.表明车端关系综合试验台完全能够满足高速列车车端关系试验的要求,并且具备进一步提升性能的空间.

列车车载蓄电池组参数在线监测系统研发

为保证列车蓄电池安全可靠工作,需要对其运行参数进行在线监测。基于美国国家仪器公司(NI)的软硬件平台,利用基于接口电路的一体化仪器技术和虚拟仪器技术,设计并开发在线监测系统,克服目前列车车载蓄电池监测系统的量程小、准确度低等缺点,能够对蓄电池组的温度、电压和电流等参数同时进行监测、保存以及回放。测试结果表明:该测试系统具有使用方便、检测精度较高、工作稳定可靠、人机界面友好等特点。

LED灯具在高速列车照明系统中的应用

随着我国高速铁路事业的发展,旅客对车内照明环境品质的要求越来越高,在我国高速列车照明设计中广泛采用LED灯具作为光源。通过对高速动车组车载灯具与25T型列车传统车载灯具的测试对比,总结出LED灯具在发光效率等方面相对于传统灯具的优势,为高速动车组室内照明设计提供依据。

柔性轮对高速列车通过道岔的动力学响应

为研究高速列车在柔性轮对条件下通过道岔时的动力响应,采用刚柔耦合动力学仿真方法,基于CRH380高速列车模型建立柔性轮对结构条件下的车辆—道岔刚柔耦合动力学模型。以柔性轮对高速列车模型为研究对象,通过18号高速道岔,分析轮对柔性与全刚体结构条件下的车辆模型的安全性、轮轨动态相互作用、车体振动加速度及轮轨接触位置分布指标。仿真结果表明,柔性轮对高速列车模型对车辆的轮轨动态相互作用影响较大,对安全性、车体振动加速度及轮轨接触位置分布等动力学指标影响较小。

高速列车故障诊断专家系统探讨

主要对故障诊断专家系统进行了详细的分析,把故障树理论与混合推理联合运用到高速列车常见故障诊断专家系统中,建立了高速列车常见故障诊断程序系统,并以实例描述了程序系统的可行性。

基于EMD-Hankel-SVD的高速列车万向轴动不平衡检测

针对EMD(Empirical Model Decomposition)存在模式频率混叠带来的频谱杂乱的根本缺陷,提出一种高速列车万向轴动不平衡动态检测的新方法。该方法的核心是:对万向节安装机座的振动信号进行EMD分解得到基本模式分量,应用基本模式分量信号来构造Hankel矩阵,对该矩阵进行奇异值正交化分解,以奇异值关键叠层作为奇异值的选择准则对信号进行重构,应用重构信号的傅里叶谱来检测高速列车万向轴的动不平衡,消除EMD分解模式频率混叠带来频谱杂乱,提高了谱的清晰度,凸显了故障特征。应用万向轴动不平衡试验数据对该方法进行试验验证,结果表明:该方法能够有效检测万向轴动不平衡引起故障特征和万向轴的固有振动特性,与纯EMD方法相比,该方法在谱的清晰度和故障表征力上得到了显著提高。

高速列车中的动力学问题研究

从运营安全性和振动特性两个方面,详细分析高速动车组的动力学问题。分析结果表明,通过轮轨关系匹配、轮对定位刚度和阻尼的优化、悬挂参数设计等,高速动车组不仅可以在运动稳定性、脱轨安全性以及结构安全可靠性方面具备持续高速运行的充足安全性,而且在运行平稳性、乘坐舒适度方面能够达到优秀的等级。在此基础上还有针对性地提出优化和提升高速列车动力学性能的对策。

高速列车同向并行运动时线间距仿真研究

本文采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组的空气动力学性能进行了数值仿真。研究不同线间距、不同速度时,对两列高速列车同向并行运动时气动阻力的影响。

横风条件下高速列车不同速度下空气动力性能数值仿真

采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组横风条件下的空气动力学性能进行了数值仿真。研究了不同横风风速下,明线上高速列车在不同速度运行时的空气动力性能。根据计算得到的数据,分析了不同横风速度和车速时相应的车体纵、横向气动力变化的规律及成因,得到了相应的结论,为今后列车在横风作用下的运行安全性提供一定的依据。

高速列车同向并行运动的气动阻力数值仿真

文章采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组的空气动力学性能进行了数值仿真。研究了不同速度下,两列高速列车明线同向并行运动时的气动阻力,并与单车明线的气动阻力进行了对比。结果表明,双车产生的气动阻力均大于单车时情况,随着速度的提高,气动阻力增幅加大。

高速列车网络安全性分析与测试

高速铁路的发展对列车安全提出了更高的要求。随着信息化在列车上的广泛应用,列车网络控制系统在高速列车运行中的地位也越来越重要,保证列车网络的安全性和可靠性是列车安全运行的前提条件。通过研究CRH2型动车组列车网络设计结构,按照封闭传输系统通信安全标准EN 50159-1对ARCNET协议网络的可靠性进行分析,探索提升列车网络设备的可靠性分析检测的方法。

运行工况和环境对高速列车设备通风的影响分析

对不同速度、不同运行环境对高速列车设备通风的影响因素进行了研究分析。研究结果表明,车速和环境温度的变化对设备通风的影响不明显;隧道运行时设备的通风量略有降低;湿度对通风设备的压头和功率等有一定的影响。

高速动车组半主动悬挂系统的研究

对高速动车组半主动悬挂系统进行研究,完成了半主动悬挂系统的理论分析、系统设计、控制策略设计、半主动减振器和控制器工程化样机的研制及系统的台架动力学性能试验等工作。台架试验采用实测不平顺轨道谱,对比了不同速度下半主动正常和半主动失效工况下车体的动力学性能指标,试验结果表明,研制成功的半主动悬挂系统能较有效地改善高速动车组车体的横向动力学性能。

高速动车组半主动悬挂系统动力学性能仿真分析

介绍了基于天棚控制理论的半主动减振器原理,以CRH380A动车组头车为研究对象,对天棚阻尼系数和时滞对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析。结果表明:天棚阻尼系数越大,车体横向减振性能越优,但系统允许的最大时滞减小;天棚阻尼系数的设计要同时考虑横向振动性能和系统时滞的影响。半主动控制模式比被动模式对车体横向振动的改善效果均比较明显,平均改善率超过20%。

高速列车交会激励下雨棚振动响应

站台雨棚作为铁路重要基础设施,当动车组正线通过时会激扰雨棚造成结构损伤。为研究外部载荷激励下雨棚的动力响应规律及其主要影响因素,建立某高铁车站站台雨棚结构动力仿真模型,仿真计算CR400AF型动车组以不同车速在雨棚中交会时的气动载荷和轮轨力。结果表明:动车组交会时产生的气动载荷和轮轨力与车速有关,随着车速提高气动载荷和轮轨力增大,且气动载荷与车速的平方成正比;雨棚靠近线路中心位置处所受的气动载荷最大,雨棚宽度、长度方向所受气动载荷极值近似于呈对称分布,气动载荷随雨棚高度的增加而减小;雨棚振动响应与车速有关,随着车速提高雨棚振动响应增大;同等速度级交会工况下,雨棚端部振动响应比中部大;气动载荷和轮轨力对雨棚振动响应影响程度不同,其中气动载荷起主要作用。

横风作用下高速列车同向并行运行安全性数值研究

采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组横风条件下的空气动力学性能进行了数值仿真。研究了不同横风风速下,直线上两列高速列车同向并行运行时的空气动力性能,并与单车运行时情况进行了对比。计算结果表明三种情况下,双车并行运行时的迎风侧车身受到的纵向气动阻力最大,背风侧车体受到的纵向气动阻力最小;相同列车速度和横风速度下,单车运行时横向气动力最大,双车并行运行时,背风侧车体受到的气动力最小。

轨道车辆牵引拉杆有限元分析

牵引拉杆是轨道车辆中的一个重要承载部件,为确保该结构使用的安全可靠性,利用HyperMesh和ANSYS软件建立了牵引拉杆有限元模型,对其刚度和强度进行了分析,在分析中考虑了结构的材料非线性和接触状态非线性。实验测试结果充分验证了有限元分析的准确性。

考虑柔性轮对的车辆系统刚柔耦合动力学响应分析

为研究柔性轮对对高速列车动力学性能的影响,采用刚柔耦合动力学仿真方法,基于CRH380高速列车模型建立了柔性轮对结构条件下的车辆—轨道刚柔耦合动力学模型。分析了轮对柔性与全刚体结构条件下的车辆模型的安全性、轮轨动态相互作用及通过性指标。仿真结果表明,在车速300 km/h时,两模型在动力学指标上具有明显差异,主要表现在柔性轮对车辆模型轮轨垂向力幅值及轮重减载率幅值都低于全刚性体车辆模型,车辆振动加速度、脱轨系数及轮轴横向力波形结果差距较小。

齿轮系统随机振动及其传动误差的可靠性及灵敏度分析

基于齿轮动力学模型建立了齿轮传动系统耦合振动的可靠性模型,解决了齿轮耦合振动的可靠性分析和可靠性灵敏度分析的问题.将齿轮系统的非线性动力响应与可靠性技术相结合,利用四阶矩技术、Edgeworth级数方法对齿轮振动的振幅响应和系统传递误差进行了可靠性分析,并基于失效模式相互独立分析了系统的可靠度.在可靠度分析基础上求解了可靠度对随机参数均值与方差的灵敏度.所述方法可有效地解决齿轮系统的振动可靠性问题,并可指导其结构的优化设计,以减少因振动引起的齿轮系统传动的不稳定性问题.

轨道车辆焊接接头热点应力计算研究

随着轨道车辆运行速度的提高、车辆载荷的增加及其焊接结构形式的复杂化,车辆的承载状况变得十分复杂。热点应力方法作为一种结构疲劳强度评定方法,其计算结果更接近于焊件实际应力,但尚未在轨道车辆结构疲劳评定中广泛应用。本文以热点应力方法为理论基础,分析、比较不同有限元模型与外推公式对热点应力计算结果的影响,计算不同载荷形式下的热点应力集中系数。论文提出热点应力特征量的概念,用于描述焊缝尺寸、母板厚度、角接角度、腹板厚度等焊件细节对热点应力集中系数的影响;计算、比较机车转向架构架焊接减振器座的名义应力和热点应力。