基于结构稳定性的不锈钢点焊车体车顶焊点布置优化

依据结构稳定性理论,研究不锈钢点焊车车顶焊点冗余问题.首先,研究某不锈钢点焊车体的车顶焊点数量对车顶纵向刚度的影响以及车顶各区域发生屈曲的顺序,确定车顶焊点冗余区域为弧顶;然后,对该冗余区域的三种焊点布置方案进行结构稳定性对比分析,确定弧顶区域可减少3 000多焊点的布置方案;最后,将弧顶区域焊点布置映射到整车车体模型中,在EN12663-2010标准的载荷作用下,对车顶焊点优化前后车体性能进行有限元分析.结果表明:超员状态的车体底架边梁下翼缘中心垂向位移变化小于0.2 mm;车顶边梁高度300 k N压缩下,最大应力发生部位不变,应力变化小于2 MPa;车体结构的一阶垂向弯曲、一阶扭转和车顶横向弯曲的振动频率变化均在0.1Hz以内.     

某汽车空调暖风风道的CFD仿真和优化

针对某微型面包车空调系统出风量小,出风温度不均匀的现象开展了研究,应用Fluent软件对暖风风道内部的三维稳态流动和换热情况进行了数值仿真分析,通过调整风道内部结构及扰流板尺寸、形状和位置设计了优化方案,并进行了CFD仿真。结果表明:将扰流板位置向下平移15 mm的方案为最优方案,该方案的风阻较原设计下降了4.5%,出口温度的标准差降低了17.8%,风道出风温度的均匀性得到了显著改善。     

桥塔遮风效应对风-车-桥耦合振动的影响

为考察横向风作用下桥塔附近风场突变对行车安全性和舒适性的影响,采用计算流体动力学(CFD)数值模拟方法对大跨度悬索桥桥塔区域桥面风场进行了仿真分析.通过组合节段模型风洞试验,测试了车辆沿不同位置的轨道运行时车辆、桥梁的气动力系数.基于不同位置轨道处的风场分布和测试的气动力系数,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS,对车辆沿不同位置轨道通过桥塔区域时的动力响应进行了对比分析.研究结果表明,桥塔附近桥面风场变化剧烈,存在局部加速效应;桥塔处风场突变效应对车辆横向响应的影响明显.     

地铁车空调风道挡板对车厢内温度均匀性的影响

以某地铁中车为研究对象,采用标准的κ-ε湍流模型对空调风道及车厢内部三维空间区域定员230人工况下的空气流动和传热状况进行了数值分析,并对空调通风设计方案做量化评估,计算中综合考虑了车体壁面传热、人体散热等多种传热过程.由计算结果可知,风道第8个出风口有空气逆流现象且车厢内部温度分布不均匀.针对上述缺点,对第8个出风口周围挡板相对位置及数量进行调整.新方案消除了风道出风口逆流现象,车厢内人体舒适区的温度分布均匀性得到改善,温差由原方案的4℃降为2.5℃.     

基于气动噪声的城际列车空调导流罩外形优化

采用NLAS方法对某时速250 km/h城际列车进行气动噪声数值分析,重点研究了空调区域噪声源的分布特性.根据仿真分析结果对客室空调导流罩的四个边缘和四个角点进行了优化,优化后导流罩的最大声压级为110 d BA,比原方案的声压级降低6 d BA.     

碳纤维复合材料车体承载部件的设计

为提高轨道车辆的车体承载结构性能,以关键承载部件——车顶的设计心得为基础,对相同结构的金属材料车顶与碳纤维复合材料车顶进行研究,通过仿真分析和对比,结果表明使用碳纤维复合材料制成的车顶性能更加优异.同时,通过分享碳纤维在轨道车辆领域的设计理念、验证方法、质量评价,力图构建涵盖设计、生产、检测和验证全过程的碳纤维车体技术标准体系.     

动态交通下车辆路径选择模型及算法

为优化动态交通下物流配送成本及服务水平,依据交通流量将运输时间分为不同时段的不同分布,建立了具有时间窗约束与物流成本最小的车辆路径混合整数非线性模型,设计了自然数插值编码的遗传算法对模型进行求解,对不同交通状况下配送方案选择进行了仿真比较。仿真结果显示遗传算法是收敛的,依据交通状况选择相应的配送方案,不仅物流成本降低了2%,而且服务水平也提高了5%。     

高速动车组气动外形多学科优化设计

基于流固耦合技术及阻力、升力、运行安全性与平稳性、气动噪声等多个性能指标驱动的多学科优化设计方法,兼顾各系统结构与功能,通过仿真分析和风洞试验等手段,系统研究了CRH3动车组气动外形与空气动力学、动力学、噪声等性能的耦合关系,对车辆间连接结构、转向架区域、车顶设备导流区域等部位进行了优化,提出了CRH380BL动车组的最佳气动外形方案,实现了预期设计目标.在线试验结果表明,CRH380BL动车组比CRH3动车组实测单位阻力降低7%,同时动车组运行稳定性提高、气动噪声有效降低,满足了持续运营速度350 km/h、最高运行速度380 km/h的技术要求.     

汽车空调冷凝器散热边界需求分析

针对车辆前端散热最恶劣的怠速工况,采用AMESim对汽车空调系统进行建模,通过仿真手段和空调台架试验分析了高、低空调负荷工况下冷凝器的散热边界需求,结果表明:系统模型与整车降温结果最大误差小于1℃,满足实际应用需求;冷凝器的散热能力对汽车空调系统高压压力的影响最大,其次是空调系统能耗,对整车空调的制冷能力影响有限.     

出口南非内燃机车动力室冷却CFD计算

以出口南非内燃机车动力室通风系统为研究对象,利用计算流体力学软件ANSYS-FLUENT对其湍流性能和散热效果进行仿真分析,计算结果表明不同工况下动力间内平均温度均高于设计要求.对初始方案的速度场和温度场进行具体分析,选择在其出风口位置增加了两个风机的方式进行结构优化.采用ANSYS-FLUENT分析结构改进前后动力室内空气的流动情况,可以看出优化后的结构加快了通风口处的空气流速,显著增强了流体的湍流性能,从而强化了通风系统的换热效果,降低了动力室内部温度.     

交通区域协调控制模型

为提高交通区域通行效率,构建了适合各种交通状态的区域信号协调控制模型。以区域交叉口总排队车辆数与区域总输出车辆数为性能指标,考虑上下周期排队车辆数、各交叉口闭合相位差与有效绿灯时间,建立了模型约束条件。利用粒子群算法初始化有效绿灯时间与滞留车辆数,采用模拟退火算法求解有效绿灯时间,在不同交通状态下对某交叉口路网进行了仿真。仿真结果表明:与TRANSYT模型相比,低峰时段,采用本文模型排队车辆数降低了5.3%,区域总输出车辆数增加了5.5%;高峰时段,排队车辆数降低了17.9%,区域总输出车辆数增加了33.4%。交叉口的信号方案优化结果表明:与TRANSYT模型相比,采用本文模型时,各车道饱和度均降低,平均为1.8%,最大排队车辆数平均降低2.9%。分析结果表明:本文模型在各种交通状态下都是有效的,特别是在高峰状态下,控制效果优于TRANSYT模型。     

具有反向学习能力的串车调度算法研究

为了避免串车问题,研究了多条线路不同站点间隔的车辆实时串车调度算法.基于车辆自动定位(AVL)数据的分析预测,给出了具备反向学习能力的克隆选择优化算法 (Opposition-learning Clonal Selection Algorithm, OCSA )求解避免串车的调度序列,指导车辆调度.算法中设计了反向抗体库,反向抗体库存储了种群迭代过程中多个较差抗体的信息,利用较差基因位置信息,指导部分基因链以较快速度进行反向学习,将其迅速牵引出局部最优区域.反向学习过程可迅速改善抗体的多样性,使得算法在短时间内具有较强的全局寻优能力;且局部学习的缩放因子可随迭代过程动态调整,提高了算法的求解精度.实验结果表明,基于 OCSA算法获取的调度序列与经典的调度算法相比有较好的适应性,求得的调度序列能够实时有效地降低站点串车问题.     

基于单安全点路网模型的区域交通疏散研究

疏散车辆对安全点和路径的选择是区域交通疏散方案的核心内容,只有充分结合疏散交通的特点,将安全点选择和路径选择同步研究,才能使疏散路网发挥最大功效,进而得到合理的交通疏散方案。文章充分挖掘疏散车辆对安全点选择的灵活性,提出单安全点路网模型对疏散交通分配进行优化,并通过实例仿真对模型进行了验证。     

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以我国铁路运输模式为背景,以列车牵引计算和信号布置原理为基础,综合考虑了轨道电路码序、接触网支柱位置、电分相位置等条件,构建了基于准移动闭塞的铁路区间信号布置优化模型. 设计了模型求解的启发式仿真算法,算法以准移动闭塞条件下信号布置数量最少作为实现的目标. 研制了铁路区间信号布置仿真系统,并进行了信号布置实证分析. 结果表明：与实际信号布置方案相比,仿真布置方案的总信号布置数减少了4个,平均每10公里线路减少约1个信号点;分割轨道电路总长度减少了8464 m,平均每公里线路减少分割长度227 m. 研制的系统初步实现了铁路区间信号的优化布置.     

出口南非内燃机车动力室冷却CFD计算

以出口南非内燃机车动力室通风系统为研究对象,利用计算流体力学软件ANSYS-FLUENT对其湍流性能和散热效果进行仿真分析,计算结果表明不同工况下动力间内平均温度均高于设计要求.对初始方案的速度场和温度场进行具体分析,选择在其出风口位置增加了两个风机的方式进行结构优化.采用ANSYS-FLUENT分析结构改进前后动力室内空气的流动情况,可以看出优化后的结构加快了通风口处的空气流速,显著增强了流体的湍流性能,从而强化了通风系统的换热效果,降低了动力室内部温度.     

基于综合指数法的无砟轨道配筋方案检算与分析

为优化无砟轨道配筋后结构受力的均衡性,基于综合指数法提出了轨道配筋检算评估方法,选取形状改变能密度与高斯曲率作为评价分量构造了量化的配筋检算指标;建立了无砟轨道配筋检算有限元模型,以CRTSⅢ型普通板式无砟轨道板配筋为例,研究了不同钢筋排布方式对无砟轨道板整体受力性能的影响. 研究结果表明:相较传统应力变形指标,构建的综合指数指标能够凸显轨道板的不均匀受力区域;配筋时在轨下位置额外密布钢筋能够提升轨道板抵抗垂向车辆荷载的能力;局部配筋过于集中的方案会降低轨道板适应温度荷载的能力;在升温荷载作用下其轨道板端部的综合指数较最优工况时至少增大了1倍;综合来看,钢筋直径较大、排列稀疏的方案受力均衡性较差,无砟轨道板应选择钢筋直径较小、排列密布且轨下位置适当加密的配筋方案.      

YW25A型空调硬卧车车体结构分析

YW25A型空调硬卧车是1988年通过国际招标形式为衡广、郑宝铁路提供的新型空调客车,车辆技术水平要求达到或接近国际80年代水平.该车在结构设计上与原22、25型客车比,在侧墙、车顶和底架结构等方面都有较大改进.为使车体结构设计合理,采用 DDJ—W 结构静强度分析程序系统对车体钢结构进行了结构分析计算,并在计算中使用了功能较完备的前后处理系统.     

高速公路弯道路段行驶速度分析与仿真应用

为了准确分析高速公路弯道路段对车辆行驶速度的影响,研究提出一种基于车辆GPS数据的车辆行驶速度变化特征分析方法.首先,汇聚夜间时段车辆在弯道路段的GPS数据,并对数据完成清洗预处理;其次,结合弯道路段的拓扑结构设计虚拟的检测断面,并将GPS数据聚合到检测断面,分析不同断面的车辆行驶速度变化特征;最后,将分析结果应用于微观交通仿真的参数标定中,验证该方案能够有效提升仿真模型的精度.研究结果已直接应用于深圳机荷高速公路改扩建工程微观交通仿真模型的参数标定,显著提高了仿真模型评估分析的可信度.     

山区公路险要路段路侧护栏的优化设计

结合HYPERMESH和LS-DYNA,对护栏、道路以及车辆碰撞模型体系进行整合,最终建立起完整的碰撞模型体系.由LS-DYNA对不同的护栏设计方案进行仿真计算,得到了各个试验中的车辆行驶轨迹、车辆速度、加速度、车辆与护栏的位移、碰撞模型体系的接触界面力、碰撞过程中能量的转化情况、等效应力以及塑性应变等,并使用LS-PREPOST对这些数值进行了详细的分析.对比所有试验结果,结合护栏选择原则,得出了护栏设计方案中最合理的方案.     

铝合金车体城市轨道车辆地板防火结构设计

在分析现有铝合金车体城市轨道客车典型车辆底架结构的基础上,针对不同车辆地板填充物及隔热结构建立了3种不同的车辆底架防火结构模型.依据BS 6853防火试验标准对该3种车辆底架防火结构模型样件进行结构耐火性能测试,验证了不同车体底架填充物对车辆地板耐火性能的影响,并对耐火试验的结果进行分析,进而为铝合金车体轨道客车的地板耐火结构设计开发提供了值得参考的可靠数据.