100%低地板轨道车辆的动力学分析

运用SIMPACK多体动力学仿真软件建立了一种采用小轮径传统轮对转向架的100%低地板轨道车辆模型,并分析了初始参数下车辆的稳定性和平稳性。结果表明:(1)该车辆具有良好的稳定性;(2)该车辆的垂向平稳性为优,横向平稳性较差。为了改善车辆运行的横向平稳性,对转向架悬挂参数进行了优化,最后在空车工况和定员工况下对优化后车辆的动力学性能做了进一步分析。     

碳纤维转向架一系定位刚度对转向架及车辆横向稳定性的影响分析

碳纤维作为一种新型复合材料,具有轻量化、高强度等特点。将碳纤维材料应用在地铁车辆转向架上,可以有效地减轻转向架质量,但转向架一系定位刚度过大使得车辆的横向稳定性变差。对车辆转向架横向稳定性进行理论分析,并应用SIMPACK动力学软件对车辆的横向稳定性以及转向架一系定位刚度对车辆横向稳定性的影响进行仿真分析。     

利用多模型法的铁道车辆状态诊断

本文介绍利用多模型法中的IMM法检测铁道车辆悬挂系统故障的方法,开发了利用模型更新的IMM法推测车辆悬挂系统故障的算法,应用多车身动力学SIMPACK进行了车体、转向架间横向振动减振器的故障检测模拟,论证了检测精度的大幅提高。     

基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析

利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立包含高速车辆车轮不同踏面和60kg/m钢轨型面的车辆系统动力学模型,研究改变车轮踏面锥度和悬挂参数对车辆动力学性能的影响,并根据计算结果得出一组新的优化参数。结果表明:车辆系统的稳定性主要由轴箱定位刚度和抗蛇行减振器阻尼决定,而舒适性主要由二系垂向阻尼、横向减振器阻尼以及系统垂向刚度决定。对于轮轨磨耗而言,优化后的高速车辆车轮踏面具有较好的耐磨性能,踏面锥度大、对中性好,不易产生较大幅度的横向振动。总体而言,优化后的车轮踏面锥度和悬挂参数在平稳性、稳定性和磨耗方面优于或接近标准参数车辆,验证了其可行性,为车辆结构参数统一化设计提供相应理论依据。     

机车三轴转向架中间轴一系横向刚度优化

受轴承选型限制影响,国内某出口2C0机车转向架中间轴只能选取较小自由横动量。为取得与原方案一致的动力学性能,采取减小中间轴一系横向刚度的方案解决。文章采用多体动力学软件SIMPACK对该机车进行动力学仿真计算,通过计算结果对机车稳定性进行分析,并对三种工况下机车曲线通过性能与原方案进行对比分析,优化选取中间轴一系横向刚度。这将为类似转向架设计提供参考。     

邻车减振器对磁悬浮列车横向振动的影响

通过对磁悬浮车辆基本结构的分析，利用动力学仿真软件SIMPACK，建立了低速常导磁吸式（EMS）磁悬浮车辆整车动力学模型。分析了相邻车体间横向减振器对磁悬浮列车横向振动的影响，并得到了加装邻车减振器可以明显改善磁悬浮列车横向动力学性能的结论，同时提出了相应的设计建议。     

基于Isight的轴箱内悬挂式单轴转向架悬挂参数的优化

采用多目标优化软件Isight集成多体动力学软件SIMPACK,在试验设计的基础上,利用Isight软件代理模型技术建立各目标、约束函数与变量之间的近似模型,继而在此基础上进行迭代优化,得出相对于优化前动力学指标更加易于车辆曲线通过的悬挂参数。用软件之间数据的传输代替大量繁琐的人工仿真,大大提高了转向架设计效率。     

铁道车辆质量对蛇行稳定性的影响分析

由于转向架结构型式及各部件分布的不同,会引起车辆各组成质量存在差异。为了研究铁道车辆簧下、簧间和簧上质量对转向架蛇行运动稳定性的影响规律,推导了考虑Maxwell减振器模型的整车21自由度横向动力学线性微分方程,基于特征根稳定性判据,采用最小阻尼比法求解车辆系统的临界速度。同时结合轮对自激输入能量法和模态能量法,提出一种适用于多自由度铁道车辆轮轨系统的自激输入能量分析方法,利用该方法,进行车辆质量参数对系统自激输入能量的影响研究,自激输入能量越大,表明蛇行运动稳定性越差。最后通过仿真软件SIMPACK建立整车动力学模型,使用渐进稳定性方法求解车辆系统的非线性临界速度,仿真结果验证了最小阻尼比法和多自由度轮轨系统自激输入能量方法的可行性,可以反映车辆参数对蛇行运动稳定性的影响规律。研究结果表明：减小簧下和簧间的质量可以在一定程度上提高车辆稳定性,簧上质量对车辆稳定性的影响不大;若轮对和构架的质量分别增加1 000 kg,临界速度将会分别降低19%和9%,自激输入能量将会分别增大91.7%和32%;若轮对和构架的质量分别减小1 000 kg,临界速度将会分别提高36%和10.9%,自激输入...     

铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制

研究铁道车辆横向主动悬挂采用H∞控制方案的振动控制效果。建立考虑车体横移、摇头、侧滚以及转向架横移的铁道车辆横向主动悬挂的控制模型。以该模型为基础,利用MATLAB软件设计铁道车辆横向主动悬挂的H∞控制器。为了验证设计得到的H∞控制器的控制效果,采用ADAMS/Rail多体动力学软件建立整车模型,与MATLAB软件进行联合仿真,比较被动悬挂、Skyhook主动悬挂、H∞主动悬挂3种情况下的仿真结果。结果表明,车辆横向主动悬挂采用H∞控制器后振动控制效果明显,有很强的鲁棒性,可以将车体横向加速度的低频部分减小2倍以上,且不会增加车体横向加速度的高频部分。     

铁道车辆动力学与控制问题的研究

采用传统悬挂方式的铁道车辆，为同时满足运行稳定性与曲线通过性能要求，在结构设计和悬挂参数的选择时，不得不进行折衷，随着铁道车辆向高速发展，要全面改善车辆的动力学性能，传统悬挂方式的潜力已接近极限，需要采用主动悬挂，本文论述了主动悬挂在铁道车辆中的应用现状，研究方法和存在的问题，并介绍了一研究领域的最新发展方向，即多体动力学与控制理论相结合的，面向系统分析与设计并行的软件思想。     

城市轨道交通车辆制动能量回收系统的储能装置与辅助电源控制研究

针对城市轨道交通车辆制动能量回收系统,设计了能量储存装置与辅助电源对用电器供电的切换系统.以实验室现有的城市轨道交通车辆制动能量回收系统为基础,提出了一种由单片机控制的供电控制系统.从硬件和软件两个方面详细介绍了供电控制器的设计过程,通过试验验证了其具有较高的控制精度和较好的稳定性能.     

市域铁路灵昆修造基地工艺设计创新与实践

依托温州市域铁路线网的唯一高级修基地——灵昆修造基地项目,深入研究市域车辆新造和检修工艺,在修造基地总体规划阶段创新地提出"修造合一"的定期检修工艺布局。不同于国铁修整列架车检修的模式,基于新造和检修的工艺流程,提出车辆解编、分体检修的流水修总体工艺方案,可实现包括总装、涂装和单车试验调试三大工艺板块的新造和检修资源共享共用,节省土建以及设备工程投资,并采用BIM工艺模拟仿真,验证工艺方案可行性。     

基于BIM技术的铁路客车车辆段设计研究

近年来,随着BIM技术在铁路行业的逐步普及,铁路工程的信息化程度要求也越来越高。在车辆段建设过程中,传统的二维图纸设计无法实现工程项目设计、施工、运用的信息共享,也不能满足设计阶段多专业的协调需求。如何利用BIM技术实现设计信息的无损传递,提高车辆段设计水平和信息化水平是业内亟待解决的问题。为解决上述问题,依托西安站改客车段项目,对车辆段BIM设计软件解决方案和实施流程进行探索,验证车辆段BIM设计流程,完成车辆段BIM模型的建立并对其进行碰撞检查、排烟分析、日照模拟、工筹策划等应用拓展,结合BIM实践经验,优化提高铁路车辆段的设计手段。     

基于Simulink和VRML的铁道车辆运行可视化仿真

铁道车辆在铁轨上的运动是一个复杂的运动学过程.对铁道车辆在轨道上的运行特点和运动仿真方案进行分析,确定车辆模型基本运动控制数据的生成流程.采用三维CAD建模和VRML建模语言,建立铁道车辆和运行场景的可视化仿真模型,利用Simulink实现铁道车辆模型的运动控制与仿真.在开发的铁道车辆运行可视化仿真平台上实现较为逼真的运行可视化仿真.     

山西中南部铁路通道发鸠山隧道改线方案动力学优化

依托山西中南部铁路通道工程,建立车线系统动力学模型,选取典型区段线路设计方案进行全面的动力学评估。以发鸠山隧道改线方案原设计和优化后设计的线路平纵断面参数作为线路条件,对比30 t货车和客车通过时的动力学性能指标,给出适用于30 t大轴重的重载铁路圆曲线半径建议值,可供未来重载铁路线路设计参考。     

轨道车辆健康评价系统设计

随着中国轨道交通行业的蓬勃发展,轨道车辆的使用规模不断扩大,对车辆可靠性的要求也越来越高,而车辆健康管理作为安全运营的重要保障,传统的人工定期检查已很难满足要求。首次提出了轨道车辆健康评价方法,包括子系统健康评价、车辆健康评价和线路健康评价,以牵引系统为例,从5个评价维度上,详细阐述了健康度的计算方法。由于采用车地实时网络通信技术,实现了智能化、实时化和精细化的车辆健康评价系统,其评价结果和处理建议对车辆的运营和检修有着非常积极的指导意义。     

基于ARM的铁道车辆运行平稳性测试系统的设计

平稳性指标是衡量铁道车辆运行品质的主要技术参数。根据ARM处理器AT91RM9200的工作原理和性能特点,提出了一种基于ARM嵌入式技术的车辆运行平稳性系统设计方案。系统采用了嵌入Linux操作系统,分析了系统的软硬件功能结构。系统性能可靠,价格低廉,适用于一般振动信号的采集和分析。     

铁道客车大变形碰撞仿真研究

利用数值仿真技术对铁道客车进行大变形碰撞研究。通过设置不同部分壳体单元的不同厚度,巧妙地处理了车体钢骨架与车体侧墙板及其他各种板件的焊接关系。根据仿真结果分析车身主要吸能部件的变形规律,改进牵引缓冲梁的结构,提高其吸收能量的性能。建立车与车的正撞模型,计算表明初速度相对大的车可能爬到初速度相对小的车上。建立斜角碰撞模型,指出为了减少列车脱轨后的严重伤害,应加强铁道安全护栏的研究。假人模型中的有关头部伤害指标和大腿伤害指标的计算结果表明,列车碰撞及其乘员二次碰撞是导致乘客伤害的关键原因。利用PAM CRASH的并行处理技术,进行了600万自由度有限元模型的25B铁道客车之间的碰撞分析。     

符合欧洲标准规程的制动设计

为实现欧洲轨道交通技术的协调,基于欧洲互换性准则的技术规范和欧洲标准在欧洲已经生效,对其中包含的关于制动系统(除了停放制动)设计的描述进行了解释和评价,其关注的基础是制动过程的机械学。采用最小时间间隔的瞬时减速度(减速度特性),可以对轨道车辆的制动性能进行设计和评价。据此,可以计算出瞬时制动力和车辆阻力,由瞬时制动减速度可以确定所要求的轮轨粘着力。当今根据UIC544-1对传统结构的车辆采用的关于制动评价的经验方法依然保留。总体思路是根据物理基础确定轨道车辆制动设计的计算方法。     

耐冲击地铁车辆设计及整车碰撞研究

针对地铁车辆自身特点进行耐冲击地铁车辆吸能结构设计,提出了耐冲击地铁车辆设计理念,将该地铁头车在撞击过程中的能量吸收过程设计为4级:第1级为车钩缓冲装置缓冲器,第2级为缓冲装置中的压渍变形管,第3级为车钩剪切螺栓,第4级为位于头车前端底架的吸能结构和防爬器等可变形结构.并对地铁中耐冲击车体进行了研究,在车体结构中于指定部位设计大塑性变形结构,即设置专用吸能结构;建立了该地铁头车的车体碰撞模型,进行了各碰撞工况的数值仿真.研究结果表明:在撞击过程中吸能结构从预期部位开始发生稳定有序的塑性变形,车体客室仅发生弹性变形,大部分冲击动能(超过80%)转化为吸能结构的塑性变形,表明该车具有很好的耐冲击效果.