一种磁浮车辆悬浮架的交叉抗侧滚解耦机构

抗侧滚解耦机构是中低速磁浮列车悬浮架的关键部件。根据磁浮列车悬浮架的结构特点,提出了一种新型的交叉抗侧滚解耦机构,并基于虚拟样机技术进行了动力学仿真分析。结果表明,该机构不仅结构简单,而且性能优于传统抗侧滚解耦机构,完全适应磁浮列车运行要求,解决了抗侧滚和解耦之间的耦合和制约问题。     

低速磁浮列车防侧滚吊杆运动学研究

针对磁浮列车位于弯道时防侧滚吊杆运动学问题,以单转向架为研究对象,基于D-H变换建立转向架正向运动学方程。结合轨道弯道线型的特征参数,分析磁浮列车通过弯道时悬浮模块的相对位姿关系,通过求解运动学模型的逆解,计算当车辆通过弯道时防侧滚吊杆的运动情况。考虑磁浮列车在实际运行过程中间隙波动的问题,分析防侧滚吊杆满足解耦要求的运动学条件,最终为防侧滚吊杆的结构设计与改进提出建议,对低速磁浮列车防侧滚吊杆的分析和设计具有参考价值。     

抗侧滚吊杆刚度对悬浮架静浮能力的影响

文章着重分析了中低速磁浮车辆起浮前后抗侧滚片梁吊杆的受力情况,并结合在单模块悬浮架试验台上进行的不同刚度吊杆对比试验,对比分析了刚性吊杆和弹性吊杆对悬浮架静态起浮能力的影响．为抗侧滚吊杆的设计与改进提供了建议与参考。     

气悬浮列车走行机构概念设计

研究目的:走行机构作为气浮车的走行和转向机构,是实现车辆"悬浮、导向、牵引/制动"功能的最基本、最直接的机构,也是气浮车在轨道交通应用领域需要解决的关键技术之一。本文根据气悬浮列车有别于轮轨列车和磁悬浮列车的独有特征,对气悬浮列车的走行机构进行了概念设计。研究结论:(1)气悬浮列车采用"多单元串联"形式的走行机构,有利于列车的平面和竖曲线通过;(2)气悬浮列车走行机构主要由喷气机构、摇枕摆杆机构、牵引机构、导向机构、制动及紧急救援支撑装置等组成;(3)为了适应轨道不平顺及曲线超高顺坡形成的线路扭曲,气浮架纵梁与横梁之间采用弹性连接,气浮架与纵梁之间以及喷气嘴与纵梁之间采用弹性材料连接,与纵梁连接的喷气嘴不再是一个长条状整体,而是分割为数个单元的小喷气嘴;(4)本研究结果可供轨道交通新制式运输工具走行机构设计参考。     

单悬浮架多控制器耦合磁悬浮系统动态特性研究

介绍交互使用有限元分析软件和控制系统仿真软件实现弹性体与多控制器耦合结构的磁悬浮系统仿真方法。利用该方法研究弹性悬浮架的机械解耦作用。在控制系统仿真软件中建立磁悬浮系统刚性部件的动力特性模型以及悬浮控制器反馈模型,同时使用有限元技术建立弹性悬浮架模型,通过二次开发语言编程实现弹性悬浮架动力响应的有限元分析全过程,用C 语言编程实现仿真程序调用有限元分析程序的接口,从而实现整个悬浮系统的仿真。仿真过程证明,弹性悬浮架能够消除或减弱悬浮控制器之间的耦合作用。     

电机中置式中速磁悬浮列车单悬浮架动力学建模及特性研究

针对一种无构架式牵引直线电机中置的中速磁悬浮列车悬浮架,建立包含4个独立闭环控制系统的单悬浮架动力学模型,并利用Matlab/Simulink软件仿真悬浮架在悬浮状态、落车状态的动力学响应,以及悬浮架在包括单侧轨道、双侧轨道相同相位,双侧轨道相反相位3种轨道不平顺激励状态下的各组件的垂向扰动响应。仿真结果表明这种电机中置的悬浮架结构形式具有落车时将电机提升、悬浮时将电机放低的性能,具有在受到轨道不平顺激励时减小中置直线电机不平顺振动的作用,有利于保持直线电机与轨道之间的工作气隙,提高中速磁悬浮列车的牵引效率和悬浮架的稳定性。     

六轴提速机车采用弹性架悬方式的研究

针对我国2C0轴式提速机车转向架横向动力学性能较差的问题,提出新的2种端轴驱动装置弹性架悬方案：中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机端采用吊杆悬挂的电机端弹性架悬方式;中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机悬臂端为2点悬挂并通过吊杆悬挂在构架端梁上的悬臂端弹性架悬方式。采用多刚体动力学软件SIMPACK建立2C0轴式刚性和弹性架悬机车的动力学模型,比较电机端弹性架悬方式、悬臂端弹性架悬方式和各轴电机均采用驱动装置刚性架悬的既有架悬方式下的机车动力学性能。分析结果表明：与既有架悬方式相比,采用端轴驱动装置弹性架悬方案可以显著降低机车直线运行的轮轴横向力,改善机车通过大、中半径曲线的横向性能,提高平稳性;在2种端轴驱动装置弹性架悬方案中,电机端弹性架悬方式优于悬臂端弹性架悬方式,前者的非线性直线运行临界速度比后者和既有架悬方式有较大提高。     

基于M3磁悬浮车辆悬浮结构与解耦设计研究

主要分析M3走行部方案中的解耦设计,借鉴日本的HSST系列列车走行部的原理和结构解耦设计的经验,提出改进方案,并设计出一种完全解耦、结构简单、便于控制的悬浮架走行机构.     

高速磁浮车辆悬浮架动力学模型研究

针对TR08高速磁浮车辆运行中铝合金悬浮架弹性变形较大的问题,采用ANSYS建立了悬浮架有限元模型,并进行结构模态分析;为了提高悬浮架动力学数值计算效率,依据等效变形原则建立刚性悬浮架模型,计算等效弹簧参数.基于弹性和刚性悬浮架建立磁浮车辆整车动力学模型,对比分析了曲线通过时2种悬浮架模型动力学响应.计算结果表明:车辆以速度100,250和430 km/h通过半径为2 260m的曲线时,2种悬浮架模型铰点垂向位移计算值之差不超过0.5mm,悬浮间隙计算相对误差小于2%,悬浮架扭转角响应曲线基本重合,表明建立的等效刚性悬浮架模型是合理的;应用于整车动力学性能仿真时具有足够的计算精度,其计算效率远高于采用弹性模型时的计算效率,但弹性悬浮架模型能更准确、全面地模拟其弹性变形和振动响应.     

虚拟轨道自导型运输系统的悬浮跨接走行车辆架构

提出了一种虚拟轨道自导型运输系统列车新架构——悬浮跨接走行虚拟轨道列车.介绍了悬浮跨接走行模式的架构型式及关键部件的结构.通过车辆运动学分析,以及导向力和运动自由度匹配性分析,讨论了列车结构的循迹充分性;利用解耦控制理论分析了列车的运动解耦性.采用悬浮跨接走行模式的虚拟轨道列车在理论上可以通过全轮转向控制实现车体各个横...     

城市轨道交通车辆转向架柔性构架研究

针对转向架柔性构架技术进行了专题研究,分析了实现构架柔性的不同方式。提出了一种弹性铰接式双“T”型柔性构架方案,其扭曲刚度可低至0.03 k N/mm。采用Abaqus软件分析了电机悬挂方式和抗侧滚扭杆装置对柔性构架的干涉。仿真分析表明,基于双“T”型柔性构架平台的永磁直驱电机弹性悬挂,优选三点架悬方式;为降低抗侧滚扭杆装置对构架柔性的影响,抗侧滚扭杆装置的安装位置应尽量靠近构架纵向中心位置。     

现代控制理论与交流电机调速(Ⅵ)--非线性解耦控制

提出一种基于微分几何的精确反馈线性化控制方法,介绍其基本概念及在交流电机调速系统中的应用原理.分析了磁场定向控制的局限性,即它只能获得渐近的输入-输出线性化和解耦.而采用基于微分几何的精确反馈线性化方法,即使在磁场变化的情况下系统暂态响应也是解耦的,这有利于改善交流电机这类具有非线性特征的电气传动系统的性能.     

低速磁浮列车单悬浮架机电控制建模及动力学特性研究

建立包含4个独立的悬浮闭环控制的低速磁浮列车单悬浮架动力学模型,仿真分析悬浮架的耦合效应。结果表明,悬浮架在低频段具有较好的解耦性能,但在稍高的某频段内则具有显著的耦合作用。耦合作用是由于悬浮架的几种共振模式引起的,其频段和耦合幅值与控制参数和结构参数有关。     

EMS型磁浮列车模块的运动耦合研究

EMS型低速磁浮列车通常采用模块化的转向架结构,模块是集悬浮、导向和牵引功能于一身的基本功能单元.模块内部的2个悬浮端通过刚体连接,导致两端的运动状态互相耦合.常用的处理方法是将这种耦合作为系统的外部干扰,通过提高系统的鲁棒性加以抑制.本文从机械运动的角度,研究了EMS型低速磁浮列车模块的耦合问题,提出通过解耦算法实现2个悬浮端之间的运动解耦.首先在对物理模型进行合理简化和假设的基础上,建立了模块悬浮系统的数学模型,并以此为基础分析了模块运动耦合的本质,然后提出了通过反馈线性化方法实现模块运动电气解耦的方案.仿真结果表明,模块的运动耦合对悬浮系统动态特性具有显著的影响,本文提出的解耦方案可有效地解决耦合问题,简化悬浮控制器的设计,提高悬浮系统的性能.     

中低速磁浮轨道不平顺检测算法及其仿真计算

针对中低速磁浮轨道存在的影响列车运行的不平顺问题,提出了一种基于悬浮间隙传感器和加速度传感器的几何不平顺检测算法。通过该算法对传感器采集的数据进行分析,得到反映轨道几何形态的各项指标。利用Matlab软件模拟轨道各种不平顺状态,对检测算法进行了仿真验证。仿真结果表明,轨道不平顺仿真值与轨道不平顺指标值具有较高的线性关系,证明该检测算法在理论上是可行的。     

轨道车辆抗侧滚扭杆力学性能试验设计与研究

针对轨道车辆抗侧滚扭杆力学性能试验的问题,分析了抗侧滚扭杆国内外技术标准,设计了一种新型的抗侧滚扭杆刚度和弹性试验方案,研究了不同试验方法对刚度、弹性、极限性能的影响。研究表明:试验设计合理,频率(速度)增加对刚度和极限性能的影响不明显,压缩或拉伸预载大小对弹性变形影响不明显,但正反向预加载次数增加,扭杆轴弹性变形变小,且弹性变形3种测量方式中百分表与角度仪测量结果基本一致。     

25K型客车抗侧滚扭杆裂纹、关节轴承损坏调查分析

1 故障情况调查 2002年3月4日,青岛客运分公司库检车间发现抗侧滚扭杆吊杆脱开故障1件;2001年12月-2002年4月,配属青岛客运分公司的25K型客车,在运行了(80±10) 万km后进行A3级修时,发现抗侧滚扭杆吊杆裂纹4件(见表1).吊杆裂纹的关节轴承密封失效,轴承锈蚀、磨损,转动不灵活;吊杆脱开的关节轴承密封失效,关节轴承锈蚀、磨损严重.     

德国GETRAC型无砟轨道结构特点和应用

德国GETRAC型无砟轨道是将轨排直接置于沥青层支承层上的轨道结构，以耐久性和经济性原则为设计基础。对GETRAC型无砟轨道结构、特点、应用效果的分析表明，它施工方便，稳定性好，使用寿命长，几乎不需维护。针对汉诺威-柏林高速铁路铺设的GETRAC型无砟轨道的运营条件、线路质量状态、轨道几何状态进行了分析和评价，并为评估其结构适应性进行了系列测试与技术分析。该型无砟轨道的钢轨置于预应力轨枕上，保证了钢轨支撑位置精度，通过轨排与沥青层的弹性连接，保持了轨道几何形状，稳定性满足要求。     

基于V型轨道磁悬浮列车的控制方法设计研究

基于V型轨道的磁悬浮系统,利用一套磁体可同时实现悬浮、导向及牵引功能,其关键是控制算法的设计和调试。以一套基于V型轨道的磁悬浮试验装置作为实验平台,根据其悬浮、导向和滚动3个自由度之间的关系,合理选择控制量,设计控制算法,采用仿真和试验2种方法验证了控制算法的有效性。试验结果表明,基于V型轨道的试验装置的悬浮、导向和滚动运动可以实现稳定悬浮。     

轨道状态确认车检测系统的研制

根据高速旅客列车安全运行的要求,研制用于轨道状态确认车上的轨道几何检测系统、环境监视系统、限界检测系统及车载局域网系统。轨道几何检测系统采用惯性基准原理、陀螺平台和计算机实时处理等技术,通过专用的数字滤波数学模型计算水平、超高、高低、轨向、曲率,解决不同运行速度和不同运行方向检测结果的准确性和一致性问题;通过最新研制的车载局域网,实现计算机实时显示轨道几何波形、网络打印机打印波形图的功能。实时显示叠加轨道几何波形的线路周边环境图像。构架式光电伺服轨距测量装置,采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的技术,保证跟踪轨距点的稳定性,消除轴箱式轨距测量的不安全隐患。