长联连续梁桥制动力分配的非线性有限元分析

在考虑球形钢支座特性和轨道结构传力的非线性特性等因素的基础上,应用ANSYS有限元软件,建立了大跨度长联连续梁桥的线-桥-墩三维有限元计算模型,对列车制动力作用下大跨度长联连续梁桥桥墩的制动力分布规律进行了研究.同时,对影响制动力分配的因素进行了分析.结果表明,制动墩分配的制动力约为2000kN,且制动墩分配的制动力随线路纵向阻力增加而减小,随桥墩纵向刚度的增加而增加,随活动支座摩阻力的增加而减小.     

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在城市轨道交通线路设计和运营管理中,列车制动问题是一项重要而复杂的问题．本文对城市轨道交通列车制动问题进行了研究,针对坡道、列车重量、列车制动力利用率以及制动初速度等主要影响因素进行了相应的案例设计,通过计算及对结果的分析得出了不同坡道、列车重量、列车制动力利用率以及制动初速度等条件对制动问题的影响.其结论可以为城市轨道交通线路平、纵断面的优化设计、车辆技术参数的选择、信号机等信号设备的布置以及线路限速的确定等方面提供相应的指导．     

制动力作用下简支梁结构动力响应分析方法

依据相关规范对制动力按最不利影响取值,根据Newmark-β数值积分方法编制程序,计算在列车制动力作用下多跨简支梁结构在不同影响参数（如制动速度、墩台刚度）下的纵向动力响应,以判断结构是否满足高速铁路运营的安全性要求。     

普通列车和CRH_2型动车组制动力荷载分析

为研究CRH2型动车组制动力和普通重载列车制动力对桥梁结构的影响差异,依据动车组制动减速度特性曲线,计算整车制动力时程,为桥梁结构承受动车组制动力的动力分析研究打下基础。通过与重载列车制动力时程的对比,表明动车组整车制动力数值比重载列车制动力小很多,且停车前保持平稳,不具有普通重载列车的冲击特性。     

轨道涡流制动试验与研究

为了研究涡流电磁力包括流制动力的电磁吸力，在不同的相对运动速度下的变化规律，研制了轨道涡流制动试验台。通过分析涡流电磁力形成方向和范围，设计了两级测力机构，即安装在扇形支人的测试电磁吸力的测试机构和安装在扇形要外侧的测试涡流制动力的测试座。根据模拟制动能量和测试控制的要求，确定了轨道轮和惯性轮的结构及主轴传动机构等。提出了轨道涡流动试验台的有关性能调试内容，并给出了部分测试结果。     

电涡流缓速器对汽车制动力利用率的影响

为了考察在各种附着系数的路面上，电涡流缓速器处于不同档位对汽车制动性能的影响，分析了理想的汽车前、后车轮制动力分配曲线与前、后制动器制动力分配曲线之间的匹配关系。引入了能够反映制动性能的制动力利用率概念，根据不同的匹配关系，推导出了对应的制动力利用率算法。针对某轻型客车，采用数值分析方法分析了当缓速器处于各档位时制动力...     

铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动与动力性能

为探究铁路大跨T形刚构桥车桥耦合振动特性与动力性能,以宜万铁路马水河大桥为工程背景,建立桥梁空间杆系有限元模型以及包含31个自由度的车辆模型,进行车桥耦合振动计算分析.通过动载试验测试桥梁的自振特性,并测试列车以不同速度通过桥跨和以一定速度在特定位置制动时桥跨结构的动应变、动位移以及加速度等动力响应.依据动载试验与车桥耦合振动计算综合分析马水河大桥的动力性能.研究结果表明:车桥耦合振动计算结果与实测结果吻合较好,桥梁结构动力响应满足规范限值,该桥具有良好的横向、竖向刚度与动力性能;实测桥跨结构及墩顶动力系数最大值为1.08,桥梁结构受行车及制动的动力作用不明显;列车的动力响应随车速的提高而增大,但均满足规范限值,具有良好的安全性与平稳性.      

半挂汽车列车轴间制动力分配的优化设计

提出了评价汽车列车制动性能的新的指标－平均制动效率，并用该指标作为优化目标，用来分析和设计半挂汽车列车轴间制动力的合理分配。     

列车制动荷载的离散分析及应用

列车制动过程中，车轮荷载作为移动荷载作用于线路和桥梁结构．若要深入研究移动车轮产生的制动力时程对线桥结构的影响，必须将其离散到钢轨各节点处，即将轮对的制动力时程转换为轨面节点的制动力时程．文中阐述了列车制动力的这种离散分析方法，以及它在制动力有效系数研究上的应用．     

列车速度对无碴轨道路基动力特性的影响

为了分析列车速度对无碴轨道路基动力影响,采用层状体系理论,结合有限元方法,建立无碴轨道路基层状有限元模型,考虑了列车荷载的不同速度对基床表层振动加速度、竖向动位移、动应力及其横向分布等路基动力特性的影响,研究了无碴轨道路基荷载作用下的力学行为。结果表明:列车速度对基床表层加速度的影响较大,竖向加速度随荷载速度的提高而增大;列车速度对基床表层动位移影响较小,速度每提高20 km.h-1,其值变化不大于0.05 mm;路基表层动应力随列车速度的提高呈现一定的波动趋势。计算结果与实测结果相似,证明了该模型的正确性。     

紧急制动工况下电磁式磁轨制动器极靴磨损计算方法

为了预测极靴服务寿命,确保制动可靠,通过磨损过程、制动过程、制动器/钢轨温度场的建模与仿真,计算了高速列车紧急制动过程中电磁式磁轨制动器极靴磨损量;建立了考虑速度与温度的Archard磨损模型和CRH2列车紧急制动过程的动力学模型,计算了电磁式磁轨制动器样机全程参与制动时的空气制动力、电磁制动力、制动减速度、紧急制动能量分配系数、瞬时速度和制动距离等时变参数;分析了紧急制动时电磁式磁轨制动器-钢轨-大气间的热量传递,基于Fluent软件建立了制动器/钢轨的三维温度场模型,根据制动过程时变参数获取温度场热流密度和散热加载条件;针对CRH2列车行驶速度为250km·h-1的紧急制动工况,计算了制动器极靴的磨损量。计算结果表明:在制动过程中,钢轨顶部温度随着与制动器的接触状态变化呈波动变化,在距离有效制动起点1 620m处,钢轨与8号电磁式磁轨制动器接触结束时,温度达到最大值570.76℃;CRH2列车同侧8个制动器极靴底部在制动时间为24.5s时温度达到最大值,从前到后依次为1 022.6℃、1 037.7℃、1 045.3℃、1 052.8℃、1 085.7℃、1 100.9℃、1 109.2℃、1 124.4℃,极靴磨损量从前到后依次为207.4、208.7、210.0、210.7、212.1、213.4、214.4、215.5g。可见,制动器工作会使钢轨产生热量积累,导致列车运行方向后面的电磁式磁轨制动器极靴温度较高,磨损量较大。     

机车动力制动对操纵方式及限制坡度的影响

分析不同的列车编组、制动操纵方式、线路坡道条件下的列车调速制动过程。计算表明，采用动力制动，在12‰的下坡道，用DFSB或SS7单机牵引，缓解增速时间从110s分别延长为1728及2348。对于18‰的下坡道，用DFSB或SS7双机牵引，缓解增速时间从68s分别延长为138s及225s。采用机车动力制动与空气制动联合操纵方式还可减少空气制动次数和降低车轮踏面温升，从而提高列车安全性，放宽限制坡度的设计要求。     

制动特性对重载列车纵向冲动影响的比较

比较了目前两种常见的组合列车制动系统特性获取方法的差异,通过对比发现,两种方法得到的制动特性在平道常用全制动工况下,最大车钩力可产生48%的差异.列车制动特性主要表现为制动波传播特性和制动缸升压特性,其中制动缸升压特性的差异是造成两种方法计算结果较大差异的主要原因.组合列车中任一车辆的制动特性受所有机车排气的影响,制动系统仿真方法中考虑了多机车排气对列车中车辆的减压速度的影响,因此制动特性更接近于真实组合列车制动特性.而使用单编万吨列车制动试验特性插值计算组合列车制动特性方法没有考虑多机车排气影响,对列车纵向冲动分析结果会造成较大的误差.     

高墩大跨连续梁铁路桥动力试验

为检验桥跨结构的实际动力性能，对主跨100m，墩高99m的松头江连续梁铁路桥进行了全桥动力试验，测试其自振特性以及列车以不同速度通过桥跨和在桥上制动时桥跨结构的动力响应，将实测结果与车桥耦合振动分析结果进行了比较，二者基本相符．结果表明，该桥具有良好的竖向刚度、横向刚度和结构强度；列车在桥上运行时对桥跨结构有一定的冲击作用，而列车行车具有良好的安全性与舒适度。     

城市轨道交通牵引计算模型

为了优化城市列车牵引计算与运行模拟系统的单质点简化模型,提高计算准确性,在快速牵引策略模型的基础上,构造了城市轨道交通列车牵引计算与仿真的多质点优化模型。将列车模型构造为由多个质点构成的质点链,考虑了列车长度在附加阻力计算中的影响;通过工况转换的优化,合理选择情行起点以及控制速度波动幅度;提高中间过程计算精度,运用反向递推试凑法寻找进站制动起点。多质点模型与单质点模型的计算结果对比表明,技术速度提高了5％～20％,总能耗降低了5％～20％,进站制动初速度降低了5％～25％,该模型可行。     

基于减速度包络线修正的新型防滑效率计算方法

为解决现有防滑效率计算方法准确性低、评价效果差等问题,在深入分析列车制动防滑过程中轮轨黏着系数变化规律及特点的基础上,修正了列车制动防滑过程减速度峰值包络线,使其接近理想减速度曲线,进而提出一种新型防滑效率计算方法;结合列车制动防滑系统实际工作原理,搭建了列车制动防滑效率仿真验证平台,在仿真层面验证了减速度包络线修正的正确性和新型防滑效率计算方法的准确性;在不同仿真工况下对比分析了6种防滑效率计算方法的合理性和防滑性能评价效果,并基于实车防滑试验验证了新方法的实用性。研究结果表明：搭建的列车制动防滑效率仿真验证平台所得列车制动时间、制动距离等计算结果与相同工况下实车防滑试验结果的相对误差不超过5%,可用来验证和分析防滑效率计算方法与防滑性能评价效果;修正后的减速度峰值包络线与理想减速度曲线的相对误差不超过4.5%;当防滑控制策略不变时,新型防滑效率计算方法对列车在不同制动级位和黏着水平下的仿真结果相差不超过1.1%,试验结果相差不超过3.5%,且防滑效率均小于100%,稳定性良好;采用不同防滑控制策略时,新型防滑效率计算方法的仿真结果存在明显差异,且不同控制策略对应的防滑效率与其防滑性...     

多约束条件下汽车复合制动协调优化

针对当前混合动力汽车制动系统存在电机再生制动力和液压摩擦制动力一起工作而带来的相关问题,设计了双电机前轴复合制动系统。以前后轴制动力分配比例、ECE制动法规、电机特性、储能装置特性等因素为约束条件,研究了基于分层控制的混合动力汽车复合制动控制协调策略;利用MATLAB/Simulink对3种制动工况的制动力进行了仿真分析。结果表明:对汽车复合制动力实施层次协调控制后,复合制动力与驾驶员需求制动力误差有较明显降低,说明协调控制后车辆的制动舒适性有较大提高。     

时速250km以上高速列车制动模式曲线算法

研究了时速250 km以上高速列车制动系统,分析了高速列车的运行阻力、制动力与制动距离.根据目标距离模式曲线理论,建立了高速列车的制动模式曲线分段迭代模型.应用MAT-LAB/Simulink软件,分析了CRH2-300型高速列车在平直道上、15‰与25‰直坡道上的运行阻力的变化,对比了CRH2-300型和CRH3型高...     

列车空气制动均衡速度的局部稳定性

为了研究空气制动工况下列车均衡速度的稳定性,分析了列车均衡速度与单位合力函数单调性的关系.当单位合力函数单调递减时,列车均衡速度稳定,否则,其均衡速度不稳定.因此,在空气制动工况下,单位合力函数在部分速度区间单调递减,均衡速度存在局部稳定性,并采用二分法计算了均衡速度稳定的速度区间.以SS4型机车牵引中磷闸瓦空货车为例,列车运行限速和制动初速度为100 km/h,其临界速度为53.5 km/h,当列车速度为53.5~100 km/h时,空气制动下均衡速度是稳定的.     

单线提速区段通过能力和旅行速度的研究

为了提供在铁路单线区段开行快速列车的理论依据，通过分析单线提速区段开行快速列车对通过能力的影响，建立了单线区段快速列车扣除系数的计算模型，提出了单线区段快速列车扣除系数随速度提高呈减小趋势的重要结论；并通过单线区段快速列车会车和越行次数的关系分析，提出了快速列车开行数量和开行速度对单线区段货物列车旅行速度影响的一般性结论。