高速动车组车体智能制造新模式研究与应用

以高速动车组车体智能制造项目为载体,基于新一代信息技术和先进制造技术,通过掌握高速动车组的数字化研发/工艺设计系统、数字化制造过程管理系统、数字化/柔性化工装、智能制造单元等车体制造关键技术和工艺,实现制造过程、信息采集、物料配送、质量管控的智能化,打造高速动车组车体制造新模式。     

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。     

基于中国欧洲俄罗斯技术标准的高速动车组车体静强度试验通用方案研究

为配合中国铁路"走出去",完善我国高速动车组车体试验技术和标准体系,从安全性、合理性角度,分析中国、欧洲、俄罗斯标准中有关高速动车组车体静强度的试验项点、试验载荷工况,以及主要运用情况。提出一套适用于中国、欧洲、俄罗斯标准的高速动车组车体静强度通用试验方案和验证准则。     

高速动车组铝合金车体设计

根据高速动车组铝合金车体设计概念的要求,利用头车的空气动力学外形,以动车组动态包络线为约束条件,进行车体断面设计和整车三维设计.铝合金车体焊接结构的设计符合EN 15085焊接标准,按照标准要求选择车体母材、焊接材料和设计车体的焊接接头形式.通过对头车车体静强度计算和试验数据分析,验证头车试验车体的强度符合欧洲标准EN 12663,能够满足产品的安全可靠性需求.     

接地电阻器对升降弓车体浪涌过电压的影响

高速动车组在升弓过程中过电压通过车顶高压电缆耦合到车体,引起车体暂态过电压,严重威胁车载电气设备的安全运行。为了分析在升弓过程中接地电阻器对车体浪涌过电压的影响,基于某型动车组构建了高速动车组升弓等效电路模型,仿真分析了车体过电压的分布特性,定量分析了接地电阻器中电阻和电感对升弓过程车体浪涌过电压的影响,为进一步研究车体浪涌过电压提供了理论基础。     

高速动车组铝合金车体加工工艺

介绍了高速动车组车体、底架、侧墙、地板、车顶、裙板等部件的加工艺及工装设计,按照该工艺,可以满足高速动车组车体制造需要,为同行业其他车体加工提供了借鉴作用.     

高速综合检测动车组卧铺包间的研发

高速综合检测动车组承担着我国高速铁路的日常线路维护,并进行一系列的搭载试验.在既有碳钢列车上,卧铺包间已经投入使用,而针对高速综合检测动车组所研发的卧铺包间还处于一个空白阶段.结合高速综合检测动车组特有的车体结构,参照人机工程学理论,研发出全新模式的、适用于高速综合检测动车组的卧铺包间.重点分析高速综合检测动车组内部卧铺包间的研发方案.     

"中华之星"动车组铝质拖车车体的设计

分析了高速列车车体结构轻量化的必要性及所采取的措施,对比了国外几种典型的车体铝合金结构,介绍了“中华之星”动车组铝质拖车的车体铝合金结构设计特点。     

高速动车组升弓浪涌过电压研究

基于动车组车体实际结构,构建了高速动车组升弓过程的电路分析模型,解析了过电压在各车体上的传播及折反射特性,在现场开展了试验测试,理论结果与实测结果波形基本一致,过电压幅度存在一定的差异,对差异产生的原因进行了分析。     

高速动车组车体称重设备的研制

介绍一种全新的高速动车组车体称重设备,能够准确测量出车体整体质量、四个称重点质量分布与质心位置,为车体平衡提供准确的技术参数,保证动车组高速运行。     

动车组通用架车位位置选型设计

介绍我国现有CRH系列动车组车体架车位结构和位置,以上海动车检修基地和北京动车段检修库为例说明当前路局采用的架车机类型。在不改变现有架车机布局及既有动车组结构型式的条件下,通过分析计算,提出我国高速动车组通用架车位位置选型方案,为我国动车组标准化设计提供依据。     

CRH3动车组铝合金车体强度设计技术研究

以CRH3动车组铝合金车体结构为研究对象,对其进行了力学承载特性分析,依据EN 12663标准和 《200km/h及以上速度级铁道车辆强度设计及试验鉴定暂行规定》,对车体强度和刚度进行了有限元计算分析,并结合静强度试验结果对车体承载特性进行了验证,为系统掌握高速动车组铝合金车体设计技术提供了理论依据.     

高速动车组车体振动特征及振动舒适度研究

采用现有动车组跟踪试验数据,按不同工况以不同的分析方法,对现有动车组的车体振动特征及振动舒适度进行分析、评价和比较。总结现有高速动车组振动特性,提出高速动车组振动舒适度评价方法。最终针对现有高速动车组振动舒适度存在的问题,对下一阶段的高速动车组的优化设计给出建议。     

高速动车组铝合金车体加工工艺创新

介绍高速动车组在车体总成、底架、侧墙、地板、车顶、裙板等部件加工过程中所采取的工艺和方法,从加工工艺制定、工装设计、刀具选型等方面结合我国铁路实际情况进行创新,满足了高速动车组车体制造的需要,为同行业车体加工提供借鉴。     

高速动车组车体搅拌摩擦焊工艺研究

简要介绍了搅拌摩擦焊技术的焊接原理及特点,并针对其工作原理,对高速动车组铝合金车体进行了适应性改进设计,开发了搅拌摩擦焊焊接接头形式和车体型材,并对焊接接头的静强度及疲劳强度进行了验证,完成了铝合金车体的试制。最后对搅拌摩擦焊技术在高速动车组铝合金车体上的应用提出了建议。     

高速动车组车体接地方式研究

高速动车组车体接地系统采用车体直接接地方式时,会使车体环流过大,导致严重的轴承电蚀,具有极大的行车安全隐患。根据动车组实际电气接线原理,运用Matlab/Simulink仿真分析,解析车体环流在车体直接接地方式下和在不同阻值电阻接地方式下的幅值特性。分析结果表明,电阻接地方式能够有效抑制车体回流。     

雷击接触网高速动车组的车体过电压分析及抑制措施

我国高速铁路采用大跨度高架桥结构,接触网离地面较高,容易遭受雷击进而引发动车组故障,给列车安全运行带来隐患,因此有必要探究雷击接触网时高速动车组车体过电压及其抑制措施。本文基于接触网电气模型和高速动车组电路结构,利用Pspice建立雷击接触网时车体过电压仿真模型,定量分析车体接地电阻参数对过电压的影响,提出抑制过电压的措施。仿真结果表明:雷击接触网时,受电弓所在的车体过电压幅值可达43.45kV,距离受电弓越远车体过电压越低;接地电阻器的分布电感对各车体过电压影响较大,且与车体所在位置有关,对距离受电弓越近的车体,影响越大。将2~5车的接地方式改为直接接地方式或电阻器并联电容的方式均能有效抑制车体过电压,且当并联的电容值大于10μF时,二者对过电压幅值的抑制程度基本一致,并在电阻器并联电容的基础上,通过减少接地电缆长度能够进一步降低车体过电压,将各车体过电压抑制在2kV以内。本文研究结果为车体过电压的进一步分析提供了理论依据。     

新一代高速动车组CRH380C轴温监测系统

结合CRH5型、CRH3型动车组轴温监测系统的总体构成和原理,采用DSP+ FPGA架构的控制系统,研制出新一代高速动车组轴温监测系统.新一代高速动车组轴温监测系统具有测量精度高、抗干扰能力强、工作稳定可靠的特点,满足了高速动车组的需要.     

CRH2型高速动车组雷击短路车体过电压研究

雷击造成的高速列车车体过电压会使高速列车上的通信、监测、控制等弱电设备受到较大的电磁干扰,容易造成设备的逻辑混乱或者误动作。为研究高速列车雷击短路车体过电压,根据实际情况建立了雷电流流过动车组的等效电路模型,分析了改变车体接地电阻和接地电阻器并联电容时,雷击车体过电压波形和幅值的变化情况。研究结果表明:列车接地系统的接地电阻值较大是产生车体过电压的根本原因,通过减小接地系统阻抗或在接地电阻器并联电容,可有效减小车体过电压的幅值,在接地电阻器上并联电容后,车体过电压波形的波头时间增大,波形上升速率变缓,可以有效抑制过电压对动车组的冲击。     

中国铁道科学研究院2011年科技成果简介(续一)

9京沪高速铁路综合试验——高速铁路气动效应试验研究在路堤、路堑、桥梁等明线区段和隧道等各种线路条件下,测试高速动车组以不同速度级运行和交会的过程中车体底部设备舱内外、裙板内外及转向架附近空气压力的分布和变化情况,以及进出隧道过程中车体的振动情况和地面测点的气压变化情况,研究地面气动效应对高速动车组的影响。测试动车组以不同速度级在不同线路区段运行时地面转辙机、应答