多重调谐质量调谐阻尼器的磁浮道岔减振方案

研究目的:对于如长沙磁浮工程已经通车的道岔,道岔结构竖向振动加速度达2. 37g以上,均远超过规范规定的无砟轨道地段不应大于0. 5g,影响道岔使用寿命、车辆寿命及旅客舒适度,需要测试分析振动超标产生原因,寻求减振方案,既要使振动满足不大于0. 5g要求,又要尽可能少增加道岔梁质量影响道岔梁转动速度。研究结论:(1)经测试分析,长沙磁浮工程道岔梁振动为车轨共振,可采用减振器消能减振;(2)磁浮列车不同于轮轨列车,受电磁悬浮控制系统影响,列车自振频率存在一定波动,采用多重调谐质量调谐阻尼器(TMD)的方式控制一定激振频率带的振动,达到控制频率能全覆盖;(3)采用模糊控制理论的多重调谐质量调谐阻尼器(TMD)适用于处理所有因共振引起的结构振动超标。     

磁浮列车悬浮控制系统工程化应用中的关键技术

悬浮控制系统是磁浮列车的关键系统,也是磁浮列车区别于轮轨列车的主要特征之一,其主要功能是通过对电磁铁线圈励磁电流的调节,使车辆与轨道之间保持8～10mm的稳定悬浮间隙。介绍了在中低速磁浮试验线悬浮控制系统的基础上,面向国内第一条工程化中低速磁浮交通系统——长沙磁浮快线的建设需求,分析了悬浮控制系统从试验产品向工程化应用过程中遇到并解决的可靠性设计、抗干扰设计、车轨耦合振动、轨道台阶激扰等关键技术问题。工程实践结果显示,我国自主研发设计的中低速磁浮列车悬浮控制系统已经达到工程应用水平。     

不同约束条件下中低速磁浮道岔主动梁自振特性

为了探究中低速磁浮道岔主动梁自振特性,以清远磁浮旅游线道岔系统为对象,建立3台车和2台车道岔主动梁的有限元模型,对安装面刚性约束和弹性约束下道岔主动梁进行有限元模态分析,与道岔主动梁自振特性实测结果进行对比,研究结果表明:安装面位移约束下3台车和2台车道岔梁的低阶模态频率显著大于实测值,弹性约束下道岔梁模态分析结果与实测结果接近,故中低速磁浮道岔梁有限元建模时应施加弹性约束;相较于2台车道岔梁方案,3台车道岔梁的垂弯模态频率有明显提高,但10~30 Hz频率内的横弯和扭转模态频率变化不大,仅仅增加中间台车抑制和减缓磁浮车岔15~20 Hz耦合共振的效果并不理想,提高道岔梁阻尼和加强道岔梁约束是更合理的选择。     

轨道梁结构对中低速磁浮车轨耦合振动的影响

建立了双级电磁悬浮控制器模型,轨道梁采用Euler-Bernoulli模型,基于单点悬浮控制系统建立"车辆-控制器-弹性梁"耦合动力学数值模型。对控制参数引起的车轨耦合失稳振动的特性进行分析,仿真计算不同轨道梁结构参数下,对中低速磁浮车轨耦合振动影响进行研究。结果表明:发生频率较低的车轨耦合振动时,轨道梁结构参数的改变对车轨耦合振动无明显影响;发生频率较高的车轨耦合振动,轨道梁固有频率随轨道梁结构而改变时,对车轨耦合振动影响明显;轨道梁固有频率不随轨道梁结构参数改变时,对车轨耦合振动无明显影响;轨道梁结构阻尼可以有效抑制车轨耦合振动响应。低频车轨耦合振动,轨道梁结构改变无法控制车轨耦合振动,车轨发生高频耦合振动时,增大轨道梁结构阻尼比及改变轨道梁固有频率均能有效控制车轨耦合振动,因此实际工程中可以考虑轨道梁下安装阻尼器和吸振器来改变轨道梁结构参数和结构阻尼来抑制振动。     

我国中低速磁浮交通工程的自主创新技术研究

研究目的:为实现中低速磁浮交通工程产业化商业运营目标,满足"十一五"国家科技支撑计划重点项目"中低速磁浮交通技术及工程化应用研究" 课题研究,我国进行了中低速磁浮唐山试验线工程建设,初步形成了我国在该领域的产业化工程实施能力.本文概况介绍并综合分析该工程研发过程中的主要创新内容,为施工和推广应用提供参考.研究结论:中低速磁浮列车具有比轮轨列车更强的转弯、爬坡能力,更能节省工程量、降低工程造价.中低速磁浮与城市轨道交通轮轨工程技术相比,具有安全、环保、舒适、快捷、低能耗、低成本的鲜明特点,尤其适用于城市轨道交通工程.     

中低速磁浮道岔动载试验方法研究

道岔系统是实现中低速磁浮列车换线的关键设备。道岔状态的好坏直接影响列车的运行安全性和旅客乘坐的舒适性。中低速磁浮采用的是主动悬浮控制技术,车辆、道岔和控制系统共同组成了一个自激振动系统,采用多重质量液体双调谐阻尼技术,可有效地抑制共振频率,但其减振作用对频率比较敏感。因此,在动载试验过程中,采用加速度传感器对车辆、道岔的共振信号进行采集以及频谱分析,并对道岔进行调整,确保共振频率和加速度达到设计标准。     

中低速磁浮交通工程建设核心技术研究

研究目的:纵观国内外,在中低速磁浮交通工程建设的实践中尽管取得了很大的进展,但仍有很多重难点技术,需要系统地进行梳理并加以研究解决,从而为工程建设和安全营运提供系统全面的技术支撑,推动我国中低速磁浮交通的发展。研究结论:(1)中低速磁浮交通由于其自身特点和技术优势,是中低运量城市地面轨道交通的最佳制式,在我国有广阔的应用前景;(2)提出了中低速磁浮交通工程建设中需要深入开展的七项核心技术:车、轨、桥、设备及建筑耦合关系研究,线路、轨道技术研究,供输电技术研究,信号技术研究,运营维护及故障救援研究,地面交通与城市和谐关系研究以及磁浮对特殊环境的影响研究;(3)该研究成果可为中低速磁浮交通勘测设计、施工及运营维护提供指导。     

中低速磁浮车辆限界及设备限界研究

合理的限界计算方法对中低速磁浮交通的工程化具有重要意义,但关于磁浮交通的限界计算尚处于起步阶段,文章参考现有限界计算标准及方法,针对磁浮车辆的结构、运行特点,对中低速磁浮车辆限界和设备限界进行了研究。重点介绍了限界计算的计及因素、方法、计算截面的确定以及计算公式。     

超高速磁浮车-轨道梁竖向耦合振动分析

针对超高速磁浮车-轨道梁竖向耦合振动的问题,提出一种基于轨道梁有限单元模型和磁浮力比例-积分-微分(PID)控制器模型的分析方法。为提高计算效率,整体耦合系统以磁浮力为界,分为车辆和轨道梁2个子系统,车-梁之间的振动耦合则通过PID控制器计算的磁浮力来完成。组成耦合系统的子系统分别采用振型分解法和四阶龙格库塔法计算其振动响应。为验证方法的有效性以及了解超高速磁浮车桥耦合振动特性,使用Mathematica编程进行超高速磁悬浮车-轨道梁的耦合振动分析,得到运行速度为600km/h的车辆和轨道梁的动力响应。研究成果可为超高速磁浮轨道结构设计和关键技术研究提供参考。     

唐山中低速磁浮试验线感应环线通信系统的研究

感应环线系统是中低速磁浮列车运行控制系统的中枢。以国产化中低速磁浮列车运行控制系统的研制为背景,从交叉感应环线工程化硬件设计、通信系统软件编码设计、通信方式等三个方面阐述了具有完全自主知识产权的唐山中低速磁浮试验线运行控制系统的交叉感应环线通信系统工程化应用。