基于热网络法的高速列车齿轮箱热平衡温度计算分析

将高速列车齿轮箱各零件转换为温度节点,建立高速列车齿轮箱热网络模型;计算高速列车齿轮箱零件热功率损失与热传递过程中的热阻,使用Matlab求解热网络模型,得到高速列车齿轮箱体内各节点的热平衡温度;并计算高速列车齿轮箱输入转速、润滑油粘度、箱体材料导热系数对高速列车齿轮箱关键零件热平衡温度的影响。结果表明:高速列车齿轮箱轴承、齿轮、润滑油的热平衡温度随着高速列车齿轮箱输入转速的增加而升高,随着润滑油粘度的增加而升高,但随着箱体导热系数的增加而降低。     

高速列车传动齿轮箱浸油深度对平衡温度的影响

传动齿轮箱作为高速列车动力系统的关键部件,随列车运行速度的提高,箱内的工作条件急剧恶化.本文针对中国南车集团开发的高速列车传动齿轮箱,采用经验公式,计算分析了在不同转速下,齿轮箱浸油深度对搅油损失的影响.并建立齿轮箱的传热模型,采用有限差分法,在模型验证有效的基础上,计算分析了不同浸油深度对齿轮箱平衡温度场的影响.为高速列车传动齿轮箱浸油深度的选取和运行参数优化提供了理论基础.     

基于热平衡在机车牵引电机轴温分析中的应用研究

提出热平衡在机车轴温分析中的应用。以DF4D型货运机车牵引电机输出端轴承为例,忽略电机体内壁面与冷却空气辐射传热、走行部传动齿轮摩擦生热、牵引电机转子轴导热等引发的温度变化,对冷却空气对流换热、轴承脂摩擦生热进行分析。从热平衡角度根据牵引电机功率、效率、冷却空气、轴承尺寸、润滑脂、对流换热系数、机车速度、轮径、齿轮传动比等相关特性参数,推导出了牵引电机输出端轴承温升表达式。改进了传统分析方法中同架温度对比的缺陷,提供了前后架温度对比分析的方法。有效指导了现场分析,预防了多起走行部恶性设备故障。     

HX_N3型机车齿轮箱模拟仿真研究

针对HXN3型机车齿轮箱在运行过程中箱体内存在复杂的油气二相流问题,建立三维物理模型,基于mixture多相流模型,应用动网格及并行计算技术对齿轮箱内的油气二相流进行动态数值模拟,研究齿轮箱内温度、压力及速度变化规律。结果表明,齿轮箱内温度值随列车运行速度和浸油深度的增大而增大;齿轮箱内压力场值随列车运行速度的增大而增大,但不呈线性关系;齿轮箱内的速度值随时间波动,但最终趋于平稳。描述齿轮箱内油气二相流的规律,为齿轮箱设计和维护提供理论依据。     

高速动车组齿轮箱发热量研究

文章从理论上分析齿轮箱内各热源发热量的大小,以及发热量与齿轮箱运行工况间的关系。研究表明齿轮箱的热量来源主要来自搅油损失及轴承的功率损失,搅油损失随着转速的增大而增大,随着温度的增大而减小;轴承的功率损失随着转速的增大而增大,随着润滑油温度的增大先增大后减小,但润滑油温度对轴承功率损失影响不大。     

基于Romax刚柔耦合模型的隧道牵引机车用车轴齿轮箱设计

以齿轮传动分析软件Romax为建模平台,借助三维软件Inventor和有限元前处理软件Hypermesh,建立了包含柔性车轴和柔性箱体在内的隧道牵引机车用车轴齿轮箱的刚柔耦合模型。在综合考虑柔性体变形、轴承间隙和齿轮啮合错位的基础上,依据载荷谱进行了齿轮修形设计、齿轮疲劳强度、轴承寿命和箱体静强度及模态的校核计算。计算结果和实际运行情况表明,该刚柔耦合模型用于车轴齿轮箱的设计开发是可行的。     

动车组齿轮箱功率损失研究与分析

通过对高速动车组齿轮箱功率损失组成和影响因素的分析建立了齿轮箱功率损失模型。结合某型动车组齿轮箱在不同转速和扭矩条件下的试验数据,讨论了功率损失与润滑油温度、转速、扭矩以及传递功率的影响关系。研究表明:在稳定工况下油温直接影响功率损失的大小,在动态工况下转速变化比扭矩变化对功率损失的影响更大,齿轮箱传递效率在受功率损失影响外,同时也受总传递功率影响,齿轮箱在满载功率下传递效率更高。     

机车齿轮箱箱体结构的优化设计

通过对机车驱动装置中齿轮润滑油在齿轮箱箱体内的运行状态的分析,采用改进齿轮箱箱体结构来改变润滑油的运行状态,从而降低了齿轮箱漏油的可能性。     

车轮扁疤对高速列车齿轮箱动态特性影响分析

在高速列车齿轮箱的动力学研究中,由于齿轮传动系统的结构特殊性,难以直接通过传感器测试得到其动态响应,为此通过仿真建立了包含齿轮传动系统和齿轮箱箱体有限元模型的整车动力学模型。根据齿轮传动系统参数和扁疤车轮参数,建立了齿轮箱内外激扰模型。对不同工况下的齿轮箱动态特性进行计算,结果表明:车轮扁疤对于高速列车齿轮传动系统的平稳啮合有恶劣影响,当扁疤激扰达到一定程度时,甚至会引起啮合脱离并造成冲击;箱体的不同位置由于其特征模态的不同而对扁疤激扰的敏感度不同,其中箱体底部和油位观察孔处的应力与扁疤长度正相关性较高,应力和变形较大,为危险区域;车轮扁疤对箱体动应力的影响比齿轮箱内部激扰大,相比箱体内部激扰,车轮扁疤对箱体裂纹的形成有更大影响。     

高速列车传动齿轮箱功率损失计算方法

传动齿轮箱的功率损失在高速列车的功率计算中非常重要,直接影响到整车的功率设计,以前的功率损失通常在齿轮箱制作完成后,经过型式试验测定而得。本文在查阅和评估大量国外文献的基础上,优选出一套用于高速列车传动齿轮箱的计算方法,并对一实际高速列车齿轮箱的功率损失进行了计算分析。     

多年冻土区天然地面耦合热管的数值传热分析及优化

为了青藏铁路多年冻土路基耦合热管优化设计的需要,建立多年冻土区天然地面耦合热管的相变传热模型,利用该模型研究不同热管管径、气候条件和冷凝段与蒸发段长度比对热管传冷量的影响。结果表明:大管径的热管对于提高热管的传冷量是有利的;在冷凝段与蒸发段长度比大于0.9的条件下,热管传冷量随长度比增大得并不明显,因此建议优化的冷凝段与蒸发段长度比取为稍大于0.9的值;与年平均气温较高的多年冻土区相比,年平均气温较低的多年冻土区更有利于热管的传冷。对比模型计算值和现场实验值表明,提出的模型与实际拟合良好。     

悬索桥主缆温度场计算

研究目的:精确地计算悬索桥主缆各种状态下的温度场,对于悬索桥的架设至关重要.为此,在一些基本假设的基础上,建立主缆的热分析模型和非稳态热传导微分方程,推导太阳热辐射和热对流边界条件,主缆计算模型的热物性参数则采用了模型试验得到的结果.为了得到特定环境条件下的数值解,建立主缆温度场的计算方法及主缆热平衡矩阵方程.研究结论:通过对某桥梁主缆温度场的有限元计算及与实桥主缆温度场实测结果的对比,证明了计算方法的精确和可靠,可用于悬索桥主缆设计、施工和运营阶段的温度场计算.     

铁路站房地源热泵系统工程热平衡分析

结合具体工程,根据某车站空调采暖系统设计工况及该工程地埋管换热特性测试报告,采用地源热泵系统作为冷热源。考虑地源热泵系统的冷热平衡需要,分析采用地源热泵+锅炉辅助系统及太阳能地源热泵耦合系统两种不同热平衡方案用于铁路站房,计算各自需要的热泵机组容量及室外埋管换热器具体设计规模。详细介绍两种系统的冷热平衡方式,并对各自特点及工程运用进行论述,提出在具体工程中因地制宜,应根据不同情况,采用合适的系统热平衡方式。     

动车齿轮箱对动力轮对动平衡测试影响的仿真研究

以某型动车的动力轮对为例,根据双面硬支撑动平衡测试挠性转子的特性,建立动力轮对及其齿轮箱的刚柔混合动力学模型,以动平衡测试中轮对轴的径向振动幅值为目标,对动力轮对动平衡测试中齿轮箱的影响程度进行仿真研究。结果表明,带齿轮箱的动力轮对径向振动幅值是不带齿轮箱时的15~20倍,对动力轮对动平衡测试影响大。     

三面受火下带保护层钢筋混凝土梁温度场非线性分析

在合理考虑混凝土热工参数的基础上,根据三面受火下带保护层钢筋混凝土梁离散体积单元的热平衡原理建立有限差分平衡方程,采用有限差分法导出了任一体积单元的温度计算公式,编制了截面温度场非线性有限差分程序,通过算例分析,验证了程序的正确性,对带保护层钢筋混凝土梁的温度场分析表明,采用保护层能有效的提高钢筋混凝土梁的耐火极限。这为进一步深入研究火灾下带保护层钢筋混凝土梁的力学性能和耐火极限创造了条件。     

大功率牵引主变压器油箱壁的三维涡流场与温度场的分析计算

文章以某一实际大功率电力机车牵引主变压器为研究对象,首先建立了其三维涡流场和温度场数学模型及两者的耦合计算有限元模型,计算出各油箱壁的涡流分布和损耗;并将油箱壁各单元的涡流损耗作为温度场计算的热源,结合经典传热学理论和实际的流速情况,计算出油箱壁的内外侧的表面散热系数,得出了油箱壁的温度场分布及局部最高温升,为变压器优化设计提供重要理论依据。     

动车组万向轴振动监控装置报警阈值分析

针对动车组万向轴运用过程中出现的轴承润滑不良导致的动平衡超标及传动系统异常振动而影响行车安全的问题,研制了车载万向轴振动监控装置。通过在齿轮箱体和电机上安装振动传感器,以齿轮箱和电机测点的万向轴转频频段的振动信号为特征量,实时监测万向轴的健康状态;根据不同动平衡量级万向轴在不同转速下测点加速度响应的仿真分析、台架试验验证以及不同线路运行动车组万向轴现车振动数据统计分析,制定并优化车载报警阈值,并根据故障分级提供车载预警和报警信息。     

复合式地源热泵系统地下环路的优化匹配

以复合式地源热泵系统地下环路系统投资最小为优化目标,基于能量平衡基础建立优化目标函数,对复合式地源热泵系统的地下环路系统进行优化分析;在平衡全年地层冷热负荷的基础上,分析冷却塔等辅助源运行控制策略的优缺点以及控制特点和适用的场合.研究结果表明:冷却水流量、热泵机组进水温度和地温初始条件对地下水流量和系统初投资有显著影响.     

大容量风力发电机内流体场及温度场的数值分析

基于流体动力学以及传热学的基本原理,并且根据大型风力发电机的结构特点,建立了发电机定子/转子全域内流体-固体直接耦合求解定子/转子温度场的物理模型;通过给定求解条件,采用有限体积元法对定子/转子全域内的流体场以及温度场进行了数值求解。通过对定子/转子内部流体场以及温度场进行详细地分析,指出了发电机内部流体特性的分布规律以及温度的分布特性,为该类型的发电机的设计以及运行提供理论依据。