基于频域平稳性的高速机车悬挂参数优化匹配

为合理优化匹配悬挂参数以提升高速机车动力学性能，针对某高速机车，采用虚拟激励法计算频域横向平稳性指标，提出了考虑频域横向平稳性和稳定性多目标性能的关键悬挂参数多参数协同优化方法；分别以2种抗蛇行减振器布置方式和3种轮轨接触状态运行工况为例，验证了该方法对机车横向动力学性能的提升效果. 结果表明:低轮轨接触锥度工况机车一次蛇行稳定性较差，尤其采用抗蛇行减振器斜对称布置方式，机车后司机室横向平稳性显著变差；对于低锥度工况，需以提高机车稳定性为优化目标，而高锥度工况则更需关注其横向平稳性；为兼顾不同轮轨接触条件下机车动力学性能，以提高线路适应性，机车一系纵向刚度、抗蛇行减振器阻尼和二系横向减振器阻尼值在文中给定的优化范围内应尽量选取较小值，建议分别选取12 kN/mm、600 kN·s/m和25 kN·s/m.      

抗蛇行减振器对机车运行平稳性的影响

为了减小提速机车在提速区段异常振动,提高机车运行平稳性,以抗蛇行减振器为研究对象,运用机车车辆-轨道耦合动力学理论,以机车运行平稳性指标为依据,从机车抗蛇行减振器的工作状态、卸荷速度、结构阻尼参数等入手,研究了抗蛇行减振器与机车运行平稳性的关系。仿真计算与分析结果表明:抗蛇行减振器的工作状态对机车运行平稳性有较大的影响,必须严格确保所有减振器的工作状态均正常;取适当的卸荷速度可以达到提高乘车舒适性的目的;抗蛇行减振器的结构阻尼参数越大,对提高机车的平稳性越有利。     

横向减振器对机车平稳性能的影响

基于机车车辆-轨道耦合动力学理论,运用TTISIM(Train/Track Interaction Simulation)仿真软件,以横向减振器为研究对象,以机车运行平稳性指标为依据,系统分析了机车横向减振器的阻尼参数、工作状态、卸荷速度和悬挂位置等参数对于机车平稳性能的影响。仿真计算与分析结果表明:选取适当横向减振器的结构阻尼参数,对提高机车的平稳性有利;采取适当的减振器卸荷速度可以达到提高乘车舒适性的目的;横向减振器是否正常工作对机车的运行品质有较大影响,必须严格确保所有减振器的正常工作;横向减振器的悬挂位置,对于车体的运行平稳性几乎没有影响。     

高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制

为了抑制由高速车体摇头引起的车体横向振动,构造了高速列车横向半主动悬挂系统模糊控制结构,采用模糊控制策略,以减振器的实际阻尼力和车体、构架的横向振动加速度为反馈输入,对车体前后横向悬挂系统的可调减振器进行双闭环反馈独立控制.以美国六级轨道谱为输入,在列车运行速度为270 km·h-1时,结合表征列车悬挂系统横向振动特征的17自由度动力学模型,对半主动悬挂机车和被动悬挂机车的横向振动、摇头振动进行计算.计算结果表明:采用半主动悬挂的高速车体平稳性改善了12.54%,摇头振动幅值减少了35.00%,横向振动幅值减少了48.45%,在车体固有频率(1～6 Hz)附近,车体横向振动、摇头振动抑制达到50%.可见,该控制结构和控制策略能够明显抑制车体横向振动.     

六轴弹性架悬高速机车牵引杆布置方式

为了开发中国运行速度为200km.h-1的2C0轴式单杆牵引高速机车转向架,研究了牵引杆布置方式对机车运行安全性的影响。采用多体动力学软件SIMPACK建立了2C0轴式弹性架悬机车整车动力学模型,在惰行、牵引和制动工况下,分析了单牵引杆由转向架向车体端部和中部牵引时,机车的直线运行性能和曲线通过性能。分析结果表明:牵引杆布置方式对机车动力学性能影响不显著,建议采用牵引杆端部牵引的方案,以简化机车车体的设计与制造。采用牵引杆端部牵引的机车可安全通过R400m和R1600m的S形曲线;通过R400m小半径曲线时,机车惰行运行的轮对横向力大于牵引和制动工况的横向力,制动工况的轮重减载率较大;通过R2800m大半径曲线时,机车牵引和惰行的轮对横向力大小相当,大于制动工况的横向力。     

准高速DF11机车制动系统研究与分析

论述了准高速ＤＦ１１机车制动系统，性能参数，运行试验结果。对ＤＦ１１机车制动系统中存在的问题进行了分析与讨论，并提出了改进方法。重点讨论了机车电阻制动装置及ＤＦ１１机车采用的加馈电阻制动方式。     

可编程序控制器和现场总线在地铁动车上应用的研究

用可编程序控制器Ｓ７－３００和现场总线ＰＲＯＦＩＢＵＳ可以组建复杂的集散控制系统,以ＤＫ８Ｇ型地铁动车控制系统为例,提出了３个ＤＫ８Ｇ型地铁动车的可编程序控制系统,通过比较,确定带冗余控制功能的系统为最佳,该系统采用双ＣＰＵ的冗余控制,对全车实现集中管理,分散控制,具有系统可靠性高、控制功能强、系统便于维护和扩展等优点,这种控制结构适于地铁动车、城市轻轨、高速列车和各种机车。     

准高速接触网动态性能的研究

针对我国ＧＪ＋ＴＣＧ－１００准高速接触网系统的动态性能进行了研究。给出了考虑线路不平顺、机车振动的受电弓／接触网系统计算模型，首先计算了不同跨距准高速接触网自振特性，利用仿真计算分析了不同接触网跨距、网型及运行速度对受流质量的影响，最后给出了考虑机车振动后对受流的影响情况。     

209HS准高速双层客车动力学试验研究与分析

通过对２０９ＨＳ准高速转向架一系列动力学试验的分析与理论研究的比较、证实了轴箱定位器由Ⅰ型改为Ⅲ型的有效性和部分旁承支重对抑制转向架蛇行运动的可行性。对该客车车体结构及转向架参数设计的合理性作一评价，并分析了在１８０ｋｍ／ｈ运行时平稳指标上升较快的原因，最后提出了改进意见，为准高速客车设计提供参考。     

重载调车机车转向架动力学分析及改进措施的研究

常规的干线机车转向架不适应小学生曲线上的调车作业,随着机车轴重的增加,这一问题将更加突出,文中介绍了山区型内燃机车及重型工矿车及重型工矿机车的转向加的技术特点主试验结果,对重载调车机车转向架进行了动力学分析计算,并对其改进措施进行了研究,理论及试验结果均表明,通过采用滚子摩擦旁承改进措施,可改善机车曲线通过性能,因此,在发展重载高车机车时,应充分借鉴ＤＦ７Ｄ及ＧＫＤ４型机车转向架的经验,通过理论分     

机车车辆动力学计算模型的可视化研究

机车车辆的动力学动态仿真系统一般包括模型建立、模型计算、模型显示３部分。文中提出了基于三视图ＣＡＤ设计思想,可视地将机车动力学仿真模型初始数据链附着在图形界面上,从而建立起机车车辆动力学仿真的几何模型。这便于模型建立和修改,也便于将模型向仿真计算传递。同时,在模型计算结果的基础上,提出了基于三维动画的模型动态显示方法,能逼真地模拟模型计算的结果,有效地检验了机车车辆动力学模型的相关性能,这两项研究     

机车电路动态图形仿真系统开发平台的研究

针对现有机车电路过程的计算机动态图形仿真系统不能为机车设计人员使用,只能用于学员培训,且由内机型的迅速变化,程序人员不得不重复笥地编写和输入逻辑控制程序,费时费力这一现状,提出了根据输入电路原理图由计算机自动生成,逻辑仿真文件的开发平台的设计方法。     

机车车辆用KONI减振器动力学仿真研究

针对已有在悬架系统中研究油压减振器动力学模型的局限性,提出了一种分析减振器系统动力学问题的新方法.以KONI减振器为例,建立了KONI减振器系统动力学的模型,并对其进行了仿真研究.仿真结果表明,经过一段时间后,系统振动幅值逐渐衰减并趋于稳态,与输入激励在频率上一致.本文的结果可作为减振器改进和设计的理论依据,对于分析车辆运行平顺性具有指导意义,对于进一步分析和设计减振器提供参考依据.     

交流电力机车传动系统启动过程动力响应分析

随着机车速度的提高，对机车传动系统的动力性能要求越来越高。对200km/h交流电力机车传动系统在启动过程中的强迫动力响应进行了分析，建立了驱动装置的计算模型，通过振型叠加法，得到传动系统的强迫扭转动力响应。计算了在给定激励下的动载荷放大系数，并分析了激励函数及阻尼对动力响应结果的影响。     

提速线路参数对轨道结构振动动力响应分析

建立了移动列车荷载作用下点支承连续弹性粱的轨道结构垂向振动动力学分析模型．针对提速线路,采用动力有限元分析方法。分别讨论并比较了有无钢轨初始不平顺条件下,机车以不同行驶速度通过有刚度突变轨道地段时,轨道结构的动力响应规律．理论分析计算表明,线路初始不平顺和由轨枕失效、暗坑等造成的基础刚度的突变对整个轨道结构的动力响应有着显著影响．     

SSI型整流器电力机车动态谐波分析

本文详细分析了 SSI 型整流器电力机车谐波产生的机理及其特性。文中首先在一般条件下用解析法和数值方法综合求解了 SSI 型机车的周期工作电流方程,进而对机车运行级位、距变电所距离、网上取流以及网压波动等因数,通过动态仿真分析了 SSI 型机车谐波的特点,得出了比较切合实际的结果,同时为进一步进行电气化铁道全线动态谐波过程仿真提供了有利条件。     

机车车辆车体结构动应力计算方法

为了提高机车车辆的疲劳寿命,优化其结构设计,提出了基于多系统仿真模型和有限元方法的动应力混合计算方法,计算了机车车辆车体结构的动应力。建立以车体为核心的机车多体系统仿真模型,并进行动力学分析,获得关键位置的载荷时间历程。通过有限元准静态应力法,计算了车体结构的准静态应力影响因子。通过载荷时间历程和对应单位载荷作用下的应力影响因子的相互相乘叠加求和计算,获得车体结构在随机动载作用下的应力历程,对实际线路车体结构动应力测试结果和刚性车体与柔性车体的仿真结果进行了对比。对比结果表明:其误差分别是2.462%和7.258%,说明此计算方法计算精度高。     

机车—桁架桥梁耦合振动研究

建立了轮对和钢轨之间弹性联接３３个自由度的机车车辆动力学模型，采用有限元法分析计算了列车荷载作用下某铁路双线钢桁桥的动力响应。采用空间梁单元建立了桁架桥的振动方程。根据随机振动理论计算了当列车过桥时，车－桥耦合振动系统的空间动力响应，并与实测结果进行了比较，比较表明，采用弹性联接横型比密贴模型的计算结果更接近于实测值。     

Calculation of Temperature Fields of Electric Locomotive Wheels during Emergency Braking on Tangent Track at a Speed of 200 km/h

According to the heat transfer theory, an unsteady-state heat transfer model of electric locomotive wheels during emergency braking on tangent track at a speed of 200 km/h has been established in this paper. The explicit finite difference method is used in the numerical calculation of temperature fields of wheels. From the calculation results, the determination of braking distance and the material choice of brake shoes are discussed.