高速磁浮列车线路匹配动力学性能分析

线路匹配性能是指高速轨道车辆与不同线型缓和曲线之间相互动力作用所决定的匹配性能。为了研究高速磁浮车辆的线路匹配性能，进行了1列3车车组曲线通过性能仿真分析。与轮轨导向不同，高速磁浮导向是在主动导向控制下电磁导向力使整个走行部准确地沿轨道中心线无接触悬浮运行。为了消除传统曲线计算公式存在的误差以满足磁浮线路的高精度和连续光滑要求，利用基于样条函数技术的新方法设计了如下两种线形缓和曲线：正弦形和圆整基本线形。1列3车车组的曲线通过性能仿真对比表明：根据高速磁浮导向原理，当有超高限速曲线通过时，正弦形缓和曲线具有优越的线路匹配性能；而圆整基本线形（仍属于三次抛物线）则不具备良好的线路匹配性能；当无超高曲线通过时两者匹配性能相当。     

高速磁浮线路最小平竖曲线半径研究

通过高速磁浮车辆与线路之间的紧耦合关系,以车辆二系结构对线路的几何约束和我国目前的磁浮轨道技术的特点与制造技术为基础,并考虑安装与制造误差的影响以及满足旅客舒适度要求,对高速磁浮线路设计的最小平曲线半径和最小竖曲线半径进行了研究分析,提出了设计的推荐值。即在保持车辆导向磁铁与导向面的侧向间隙5.5～11mm的条件下,线路轨道的最小平曲线半径设计值不宜小于650m;在保持车辆悬浮磁铁与定子面的悬浮间隙9～11.5mm的条件下,线路轨道的最小竖曲线半径设计值不宜小于2000m。     

中低速磁浮线路轨道轨缝对车辆悬浮的影响研究

中低速磁浮线路轨道因考虑热胀冷缩等因素,轨道由定长的轨排通过轨排接头进行过渡连接,在线路中会形成诸多轨缝.首先分析了轨缝对于悬浮传感器检测性能的影响,并分析了中低速磁浮轨道的F轨在温升作用下的热变形,基于车辆悬浮稳定性要求提出了车辆对轨缝设计的相关要求,并对国内某磁浮试验线上的轨缝值进行统计与评估,提出了相应的改善方案...     

新型高温超导磁浮车辆通过曲线时的运动学规律

以所设计的新型高温超导磁浮转向架为例,探究高温超导磁浮车辆通过曲线线路时的运动学规律,并分析车辆过曲线时转向架以及车厢与磁轨的位置关系及几何运动关系。基于磁浮车辆过曲线时所受到的离心力与高温超导体的自导力平衡的假设,推导出车辆过曲线时的几何关系及数学表达式,并给出近似计算公式,为转向架设计提供一定的依据。     

中低速磁浮列车运用检修关键工艺设备研究

以国内第一座磁浮车辆段的应用为例,通过对中低速磁浮列车悬浮原理、构造进行分析,研究中低速磁浮列车的维修要点。并结合车辆维修要点,分析适用于磁浮列车运用检修的轨道桥、悬浮架拆装小车、悬浮架综合实验台等关键工艺设备,为今后磁浮车辆段设备的设计提供有益参考。     

低速磁浮车辆水平曲线通过及磁浮铁间隙计算

低速磁浮车辆的磁浮架严格跟随导轨导向,车体与磁浮架间在相互转动的同时伴随着横向移动从而使车辆顺利通过曲线。文章计算了日本低速磁浮车辆通过水平曲线时车体与磁浮架间的相对横移量及磁浮铁之间的间隙,为今后我国低速磁浮车辆的设计和制造提供了参考和依据。     

基于多传感器信息融合的中低速磁浮轨道梁监测系统研究

磁浮列车对轨道平顺性要求较高,为了提高列车运行的安全性和舒适性,文章分析中低速磁浮轨道变形对磁浮列车悬浮控制系统的影响,以及中低速磁浮轨道梁结构特点,并设计了一种中低速磁浮轨道梁监测系统。该系统采用多传感器信息融合技术,具有数据采集、传输、分析和显示等功能,可监测磁浮列车通过时轨道实时变形情况,为运营提供安全防护预警,为轨道维护提供科学依据,为车辆悬浮控制系统提供载荷变形量预测以优化悬浮控制策略。     

不同磁轨关系对中低速磁浮车辆垂向动力学性能的影响

为分析中低速磁浮车辆在直线段上2种不同磁轨关系的动力学性能的差异,分别采用弹簧阻尼法和悬浮控制法建立磁轨关系模型,分析2种磁轨关系力学特性,对采用PID控制的悬浮控制法的悬浮刚度和阻尼进行等效处理,并转换成弹簧阻尼法中的线性刚度和阻尼。通过仿真分析发现:2种模型在直线段的垂向平稳性、车体和构架的垂向加速度相差很小,有相近的计算精度;悬浮力最大值和3б统计值相差很小,均不超过0.2kN。因此,在计算中低速磁浮车辆直线动力学性能时,弹簧阻尼模型可以替代悬浮控制模型。     

长沙至衡阳低真空管道磁浮线路方案动力性能评估

低温超高真空管磁悬浮是当前世界各国争相发展的超高速交通方式之一。目前,该研究正处于起步阶段,有必要对其动力性能进行评估。以长沙至衡阳低真空管道磁悬浮试验线为例,建立低温超导电动悬浮制式的车辆-线路耦合模型,分析磁浮车辆通过该段线路时的动力性能。首先,计算得到以1 000 km/h速度运行时的车体垂向和横向加速度、悬浮力及导向力情况。在此基础上,绘制各动力性能指标的频数直方图,分析其在不同区间的分布情况,研究各动力性能指标随曲线半径的变化规律。研究结果表明,磁浮车辆通过长沙至衡阳线路时,计算得到的车体垂向和横向加速度均低于舒适性限值,动力性能满足要求;从车辆动力性能角度来看,缓和曲线长度设置为1 400 m合理;曲线半径20 000 m、车速1 000 km/h与横坡为16°相匹配,各项动力性能指标较优。研究结果可为超高速磁悬浮线路设计提供参考建议。     

中低速磁浮车辆制动夹钳单元设计研究

中低速磁浮车辆因其具有的悬浮特性,其机械制动形式与一般的城市轨道交通车辆不同。文章介绍2种国内中低速磁浮车辆用制动夹钳单元的结构和工作原理,并根据中低速磁浮车辆的特点及使用工况,对制动夹钳单元在运用过程中可能存在的风险及原因进行分析,从而提出制动夹钳单元的设计建议,为制动夹钳单元的设计与制造提供参考。     

基于乘客舒适度的悬挂式单轨平面圆曲线参数研究

由于车辆结构的差别,悬挂式单轨平面圆曲线参数与传统轮轨相差较大。为研究合理的圆曲线参数取值,本文运用行驶动力学理论,从乘客舒适度角度,对最小平面曲线半径和最小圆曲线长度等参数进行了计算研究,提出了相应的取值建议。当车辆最大偏转角不大于6. 843°,最大未被平衡离心加速度不大于0. 8 m/s~2,车速为80km/h时,最小平面曲线半径应不小于250 m。由于悬挂式单轨车辆的悬挂结构和参数与传统轮轨车辆存在较大区别,其最小圆曲线长度应不小于2V,是传统轮轨铁路的4倍。后续可在此研究成果基础上,利用车线耦合动力学理论,对乘坐舒适性、车线动力响应、车辆性能与线路参数之间的匹配关系等进行进一步研究,并综合考虑建设成本、运营维修等因素,合理确定各项参数。     

高速磁浮车辆悬浮架动力学模型研究

针对TR08高速磁浮车辆运行中铝合金悬浮架弹性变形较大的问题,采用ANSYS建立了悬浮架有限元模型,并进行结构模态分析;为了提高悬浮架动力学数值计算效率,依据等效变形原则建立刚性悬浮架模型,计算等效弹簧参数.基于弹性和刚性悬浮架建立磁浮车辆整车动力学模型,对比分析了曲线通过时2种悬浮架模型动力学响应.计算结果表明:车辆以速度100,250和430 km/h通过半径为2 260m的曲线时,2种悬浮架模型铰点垂向位移计算值之差不超过0.5mm,悬浮间隙计算相对误差小于2%,悬浮架扭转角响应曲线基本重合,表明建立的等效刚性悬浮架模型是合理的;应用于整车动力学性能仿真时具有足够的计算精度,其计算效率远高于采用弹性模型时的计算效率,但弹性悬浮架模型能更准确、全面地模拟其弹性变形和振动响应.     

常导高速磁悬浮列车电磁场的分析与测量

常导高速磁悬浮列车采用长定子直线同步电机驱动,依靠电磁场进行悬浮和推进。由于定子齿槽和材料不连续性的影响,其电磁场的分布情况很难通过解析的方式进行精确的描述。采用有限元方法对列车内的悬浮磁场和推进磁场进行了系统的研究,得到了气隙内的磁场分布,计算出了悬浮力和推进力,并发现了6倍频的波动。最后,采用霍尔传感器对气隙磁场进行了测量,验证了分析的正确性。     

悬浮电磁铁的晶体管斩波器研究初探

在吸力型磁悬浮列车上,可以使用悬浮-导向电磁铁,因此每一套悬浮单元,必须使用两只电磁铁。为了使悬浮系统具有垂向悬浮和侧向定位的功能,两只相互错开安装的悬浮电磁铁,只能分别使用独立的功率斩波器。本文针对我校研制的晶体管斩波器,除了系统地介绍了斩波器工作原理外,还对斩波脉冲发生器、前置驱动电路进行了叙述。     

车轮踏面外形对机车曲线通过性能的影响

不同的轮轨外形配合,对机车曲线通过性能的影响较大。本文采用仿真软件SIMPACK建立一种2Co径向转向架机车模型,通过在小半径曲线上的仿真计算,分析了不同车轮踏面外形对机车曲线通过性能的影响。得出合理的车轮踏面与钢轨外形配合可以提高机车车辆的曲线通过性能的结论。     

基于舒适度的悬挂式单轨平面曲线参数研究

悬挂式单轨车辆在曲线运动中自主倾斜。舒适度是影响悬挂式单轨线路平面参数的主要因素,研究基于舒适度的平曲线参数合理取值具有重要意义。分析悬挂式单轨车辆力学特性,选取横向倾斜角、未被平衡横向加速度作为圆曲线段舒适度指标,选取横向加速度时变率、横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率作为缓和曲线段舒适度指标。构建舒适度指标与平曲线参数间的关系模型。基于不同舒适度要求、速度、最大倾斜角计算确定线路平面最小曲线半径、缓和曲线长度。当最大倾斜角6°、最大未被平衡横向加速度0.5 m/s~2、速度80 km/h时,平面曲线最小半径应不小于325 m。当半径较小时,缓和曲线长度主要取决于横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率。     

平竖曲线重叠地段线形参数对米轨车辆动力特性的影响

为合理确定山区米轨铁路平竖曲线重叠地段线形参数,基于动力学理论建立米轨车辆—线路动力学模型,分析山区米轨铁路线路平竖曲线重叠地段的竖曲线形式、竖曲线半径、圆曲线半径等变化对车线系统动力特性的影响。结果表明:平竖曲线重叠地段采用凸形竖曲线形式相较于凹形竖曲线形式列车的动力通过性能更好;平竖曲线重叠设置对乘坐舒适性的影响最大,对行车安全性及轮轨作用力影响相对较小;竖曲线半径变化主要影响车体垂向加速度,当竖曲线半径增至10000 m后,对车体垂向加速度影响较小;平面圆曲线半径变化主要影响车体横向加速度,当平面圆曲线半径大于2000 m后,对车体横向加速度影响较小。     

利用MATLAB计算地铁线路曲线地段限界的加宽范围及加宽量

地铁线路限界设计是保证地铁车辆安全运行的关键技术。合理精确的限界设计可以减少土建投资,节约成本。其中,相对于直线地段,曲线地段的限界加宽量计算相对复杂,方法也不尽相同。通过分析地铁车辆在圆曲线、缓和曲线以及曲线过渡段的限界加宽量,利用MATLAB编写相应的程序,进一步简化地铁线路曲线地段限界的计算。     

铁道车辆通过水平曲线时车钩最大偏移角的分析

针对TB/T 1335—1996《铁道车辆强度设计及试验鉴定规范》中铁道车辆通过水平曲线的校核问题,推导出车辆由定圆曲线向与之相切的直线运行时车钩最大偏移角计算方法。分析出当校核车辆车钩偏移角最大时计算车辆在S形曲线上的确切位置。     

基于最优控制的高速磁浮列车垂向动力学模型

研究了高速磁浮列车的最优控制方法.建立了单节整车有47个自由度的磁浮垂向振动模型.模型中考虑了电磁力以及控制规则,以便模拟控制系统对悬浮磁铁与轨道梁间的电磁力的控制.通过时域仿真,基于最优控制的磁浮控制系统能保证垂向磁铁与轨道梁间气隙的稳定.