碳纤维复合材料机车走廊门轻量化设计与研究

文章主要介绍通过采用碳纤维复合材料实现机车走廊门的轻量化设计,简要说明碳纤维复合材料特点,对碳纤维复合材料机车走廊门的结构进行分析,并通过粘接接头计算、强度计算和相关试验验证碳纤维复合材料机车走廊门的可行性。     

碳纤维复合材料在轨道交通车辆空调机壳体上的应用

针对采用碳纤维复合材料替代传统轨道交通车辆空调机金属壳体以达到降低车辆空调机组自重的技术目标,分析了碳纤维复合材料的性能,建立了空调机壳体的有限元模型,并进行相关静态强度计算。对采用碳纤维复合材料壳体的轨道交通车辆空调机组样机进行了振动冲击试验验证。仿真分析计算和试验验证结果表明,碳纤维复合材料壳体能满足轨道交通车辆空调应用要求。     

中速磁浮列车复合材料车体设计验证

中速磁浮列车采用PMI夹层复合材料轻量化车体,文章介绍了车体的结构和材料性能特点,通过计算机仿真分析了车体结构强度、疲劳、模态和屈曲性能,并依据复合材料试验标准进行了材料性能检测.结果 表明,该轻量化车体的结构强度、疲劳性能和稳定性均满足设计要求.     

轨道交通装备碳纤维复合材料的应用

为解决轨道交通装备减重提质的问题,轻量化材料如碳纤维复合材料的应用需求日趋迫切。主要介绍了碳纤维复合材料在轨道交通装备中的发展现状,探讨了国内外主要碳纤维应用情况,并针对变流器柜体的轻量化问题,提出了碳纤维变流器柜体研制的一些建议和基本策略。     

标准地铁列车电气柜布置策略及走线方案研究

为了满足全自动无人驾驶列车的设计需求,文章提出分散式电气柜统筹布置方案,并以标准地铁列车为例,介绍了电气柜的结构及布置方案,对其柜体内外走线路径进行了设计和分析。通过试验验证,证明该方案能满足标准地铁列车的设计要求,可有效提升整车空间利用率和电气柜的走线性能。     

标准地铁列车座椅电气柜设计

为了充分利用车辆空间,标准地铁列车在客室座椅下方设置了电气柜,用于安装车辆电气设备。文章介绍座椅电气柜的布局,通过静强度分析、疲劳分析、模态分析对柜体结构可靠性进行了确认,仿真分析了座椅电气柜的散热效果,利用人机仿真软件验证了其走线和维护设计可以满足检修维护要求。     

基于复合材料应用和结构优化的车体轻量化关键技术

车体轻量化设计是实现高速动车组高水平轻量化的必然选择。通过对高速动车组车体质量占比、车体组成结构质量占比情况进行分析，明确了车体轻量化设计的必要性。对比6000系与7000系铝合金车体牵引梁的结构性能发现，7000系铝合金牵引梁在结构安全系数提升的情况下，牵引梁壁厚减少2.0～4.0 mm，质量减轻约7.5%。对比复合材料与传统金属材料的性能差异，系统介绍复合材料在高速动车组的应用情况、“积木式”试验验证及无损检测方法等，并阐述了复合材料面临的结构强度和适应性问题。以某型动车组车体为例进行结构优化设计，在满足车体结构静强度、疲劳强度、模态等性能要求的前提下，车体结构质量由10.35 t降至8.88 t，质量减轻约14.2%；并采用新技术实现车窗、座椅、电器柜、空调系统等车上设备设施的轻量化。     

城轨车辆司机室复合材料裙板防火性能研究

文章以轻量化城轨车辆为研究对象，选取了3种不同成分组成的司机室复合材料裙板，依据EN 45545-2:2020标准进行火焰蔓延、热释放速率、烟密度和毒性试验，结果表明：玻璃纤维增强环氧树脂基复合材料裙板和碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强丙烯酸酯基复合材料裙板均无法完全满足EN 45545-2:2020 HL2级要求，碳纤维/玻璃纤维层间混杂增强聚碳酸酯基复合材料裙板可满足EN 45545-2:2020 HL2和HL3级要求，碳纤维和玻璃纤维混杂聚碳酸酯基复合结构可满足复合材料裙板的较高防火性能要求，并可兼顾轻量化和成本需求。     

分体式司机室钢结构设计

文章从采用复合材料和轻量化金属的角度对分体式司机室钢结构进行设计,并通过有限元计算和粘接计算验证结构强度。该设计减轻了司机室的重量,提高了司机室的整体美观性,为后续车辆设计提供了经验积累。     

广深线准高速双层客车车体钢结构的轻量化设计

介绍广深线准高速双层客车车体钢结构轻量化设计的理论依据；具体介绍了准高速双层软座车和双层软座行合造车车体钢结构主要零部件轻量化设计的概况；并根据对两种车体静强度试验结果的分析，提出了准高速双客车体轻量化设计的建议     

智能铁路信号电源系统设计

针对目前中型车站用电特点,提出利用高频开关电源技术研制的智能铁路信号电源系统代替目前的工频电源系统。系统分为交流柜和直流柜,并分别预留了交、直流扩容,采用自然冷却。系统输入采用两路独立AC220V市电、手动或自动切换、主路优先,具有输入过/欠压保护、机械电气联锁和故障声光报警等功能。系统采用三级防雷技术,对系统的输入/输出分别进行防护。系统采用模块化设计,每个模块均采用热插拔方式,内有监控单元。系统输出分配给5个模块,每个模块都能单独完成供电工作,每种输出都采用“1 1”热备份。系统开发的关键技术包括高频AC/AC变换、输入/输出分别防雷和远程监控等技术。该系统已经在电气化铁路区段100多个车站使用。     

轨道车辆三明治板结构的有限元建模方法研究

作为一种新型的复合材料,三明治板结构在轻量化轨道车辆设计中具有广阔的前景,然而由于这种结构的复杂性也给结构的有限元分析带来了一定难度。文章研究了3种不同三明治板结构二维简化有限元分析方法,并与三维实体单元模型分析进行比较,由此得到一种较为简便、适于微机计算规模且满足工程分析精度要求的有效建模方法。     

铁路客运专线信号设备机柜的结构设计

本文分析了铁路客运专线系统集成建设中室内信号设备机柜的技术要求，从标准化、系列化、通用化三方面比选，提出了一种能够满足室内信号设备电气应用、电磁兼容及环境安全等级的标准系列机柜结构设计。     

高速铁路泡沫轻质土路基帮宽施工关键技术

针对既有高速铁路路基帮宽工程中的差异沉降和偏移难题,提出了浇筑泡沫轻质土的解决方案。从泡沫轻质土路基结构设计和湿密度设计2方面来控制沉降变形,根据现场具体情况分析水化热产生的原因并加以控制,提出远距离浇筑的具体办法和措施。施工前材料进场时、施工中计量和浇筑过程中、硬化后均应对泡沫轻质土进行质量检验和验收。     

我国电气化铁道用接触线的现状和发展趋势

目前我国电气化铁路用接触线生产技术总体上参差不齐,接触线性能还不能完全满足高速电气化列车运行技术的要求。随着电气化铁路的发展,开发具有良好经济性、高强度、高导电性能的新型接触线是今后发展的必然趋势。     

高强轻质混凝土框架的抗震性能研究及在铁路旅客站房上的应用

在对高强轻质混凝土和普通混凝土力学特性对比分析的基础上,以某铁路旅客站房为例,运用SAP2000有限元软件,对C40、LC40两种材料的混凝土框架进行动力特性和地震作用反应谱对比分析。首次进行1∶5比例的两层两跨高强轻质混凝土框架模型的缩尺试验,对框架的破坏机制、延性及恢复力特性进行数据收集和分析,其研究结论表明:高强轻质混凝土框架具有良好的滞回特性和耗能能力,可满足地震区抗震性能的要求。     

高速铁路宽带复合吸声结构设计

针对高速铁路车外噪声频带宽的特征,设计了一种第1层为铝纤维板、第2层为铝微穿孔板的新型复合吸声结构。通过理论研究和试验测试优化调整其结构参数,利用多模态耦合获得了与以往的共振吸声结构相比更宽频带的高吸声性能。经测试,该结构总厚度为100 mm时,吸声系数在250~5000 Hz频段均不小于0.8,降噪系数为0.92,可覆盖高速铁路环境噪声的主要频率成分;总厚度继续增大,低频吸声系数和降噪系数可进一步提高。所设计的宽带复合吸声结构不仅吸声性能佳,选用的材料还具有良好的耐候性和物理、化学性能,绿色、环保、可回收利用。将其应用于我国高速铁路噪声控制工程,有助于推动我国绿色铁路建设。     

高速铁路隧道综合接地系统接地特性分析

高速铁路隧道综合接地系统连接结构极为复杂,接地工程隐蔽,接地系统特性直接关系到隧道内电气设备运行安全。为研究高速铁路隧道综合接地系统的接地特性,对高速铁路Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道和Ⅲ～Ⅴ级围岩隧道综合接地系统建立仿真计算模型,计算分析两类隧道综合接地系统在不同土壤电阻率和不同隧道长度时的接地阻抗特性,以及隧道洞室内电力设施接地端子处的接地阻抗和地电位升特性。计算结果表明:Ⅰ、Ⅱ级围岩隧道和Ⅲ～Ⅴ级围岩隧道综合接地系统可以满足GB 50065—2011规定的接地安全限值;高速铁路隧道洞室内箱变等电力设施不需要布设独立接地装置,直接与隧道综合接地系统可靠相连即可。研究成果已在金温铁路扩能改造工程建设中成功应用,效果良好。     

TYDR-A型道岔融雪系统滑床板强度的计算和实验校核

铁路道岔设备状态良好是铁路运输安全、正点、大密度开行的前提。冬季道岔融雪是运输部门亟待解决的问题。电热融雪方式是道岔融雪的主流方式。对铁科院通号所研制的TYDR-A型道岔融雪装置电热单元的安装方式进行了介绍;并与其他型号电热安装方式进行了比较;重点介绍了通过计算和实验验证加工后的滑床板,其强度完全满足目前铁路客运高速和货运重载的需要。     

基于有限元仿真的车载柜体优化设计

提出了一种车载柜体的优化集成设计方法,其基本原理是采用结构仿真相同的模型,在Isight中集成Abaqus软件进行静强度和模态仿真,利用Pointer算法寻找最优方案;再利用随机振动疲劳仿真对优化方案进行验证。优化设计的某车载柜体成功减重11．5％,表明该方法可有效实现柜体的轻量化设计。