基于动力学仿真的悬挂式单轨交通限界计算

文章参考地铁限界标准以及跨座式单轨车辆限界标准,提出了一种结合动力学仿真的悬挂式单轨车辆限界计算方法,计算了一种悬挂式单轨车辆的车辆限界和设备限界,为我国悬挂式单轨交通的建设提供一定的参考。     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

悬挂式单轨车辆的倒T形辙叉道岔通过性能

[目的]悬挂式单轨交通系统具有良好的发展前景,对于其车辆过道岔的动力学性能研究目前较少,需对此进行研究。[方法]采用UM(多体动力学)软件建立车辆动力学模型,以车体最大振动加速度、走行轮最大垂向力、导向轮及稳定轮最大垂向力、车体及悬吊梁最大侧滚角为主要评价指标,针对应用于悬挂式单轨交通系统的倒T形辙叉道岔,进行悬挂式单轨车辆道岔通过性能研究。[结果及结论]倒T形辙叉道岔结构的导向轨面不平顺较大,悬挂式单轨车辆在通过曲线道岔时,很难保证导向轮的导向力不超过安全限值。针对此问题提出了一种导向轨面补偿装置。应用此导向轨面补偿装置后,悬挂式单轨车辆可以以15 km/h的速度安全通过半径为50 m的倒T形辙叉道岔,动力学性能有明显改善。     

悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

悬挂式单轨齿轮箱轴承润滑设计与验证

承载式传动齿轮箱是悬挂式单轨列车转向架中的关键部件,而轴承润滑设计是齿轮箱设计的重要项点,悬挂式单轨齿轮箱的输入轴大仰角的设计结构,对输入轴承的润滑设计提出了极大的要求,文中设计了两种输入轴承润滑方案,通过试验验证选取最佳润滑方案,解决了悬挂式单轨齿轮箱大仰角输入轴承的润滑问题。     

跨座式单轨交通CBTC后备模式的解决方案

后备模式是移动闭塞系统在非ATC模式下的一种简化运营。它不但可以解决移动闭塞系统部分或全部故障情况下城市轨道交通的正常运营,而且能够解决CBTC正式开通前的临时过渡问题。单轨系统由于轨道梁的结构形式和限界的要求,其后备模式站间闭塞难以实现。通过对单轨交通运行控制的研究和工程实践,提出了TD环线系统、光电检测系统、垂直计轴系统等三种跨座式单轨后备模式的解决方案。介绍了各后备模式方案的工作原理及设备的安装,比较了三种方案的优缺点,认为垂直计轴系统既解决了单轨信号系统车辆位置检测和道岔区防护的难题,也解决了单轨工作车的夜间使用管理,且工程费用较低,容易实现。     

悬挂式单轨车辆实心橡胶走行轮径向静刚度研究

文章分析了实心橡胶走行轮悬挂式单轨车辆的结构特点,建立了实心橡胶走行轮的力学模型。运用ANSYS有限元分析软件对悬挂式单轨车辆实心橡胶走行轮的径向静刚度进行了研究分析;通过走行轮径向变形量与径向静载荷的关系,得出了走行轮的径向静刚度随径向变形量的变化趋势以及走行轮径向静载荷的极限值。     

悬挂式单轨车辆再生能量特性研究

悬挂式单轨工程由于车辆不设置车载电阻,其制动时产生的再生能量依靠设置于变电所的再生能量吸收装置吸收。目前国内悬挂式单轨工程供电系统再生能量吸收装置的设计方案,大多照搬地铁或有轨电车惯用做法,并未对该制式的再生能量特性进行细化研究。文章以国内某城市实际工程为研究对象,建立单列车和不同行车密度运行时仿真模型,研究各牵引变电所再生能量吸收装置吸收峰值功率、能量值、吸收范围和吸收趋势,总结悬挂式单轨车辆再生能量特性,研究结论对悬挂式单轨工程再生能量吸收装置的选型及布置方案设计有一定的借鉴和指导意义。     

悬挂式单轨列车绝对定位技术方案及试验研究

着重探讨了基于美式信标的列车绝对定位技术在悬挂式单轨交通中应用的可行性；提出了车载查询器与车辆、地面信标与轨道梁的接口方案，确定了信标系统的安装位置。针对悬挂式单轨列车在运行时会出现车身摆动的情况，模拟现场搭建测试环境，对基于信标的定位系统进行了试验。试验结果表明，悬挂式单轨列车在最高速度70 km/h条件下，能够可靠读取信标数据。     

悬挂式单轨道岔结构选型与系统设计

研究目的:悬挂式单轨作为一种中低运量交通制式,在中小城市轨道交通及景区观光线路中具有明显的优势。在总结国外悬挂式单轨交通应用的基础上,对悬挂式单轨道岔结构类型、结构特点进行对比分析,提出了我国悬挂式单轨道岔结构选型建议;结合悬挂式单轨交通特点,提出悬挂式单轨道岔结构系统设计建议。研究结论:(1)悬挂式单轨道岔可采用可动心辙叉道岔,道岔侧股采用单圆曲线线型;(2)悬挂式单轨道岔结构设计应系统考虑道岔线型、道岔梁结构设计、道岔转辙系统设计、道岔梁支座及供电轨等接口设计、运营维护设计等因素;(3)为了提高维修维护效率、减小维修维护工作量,降低后期运营风险,建议设置道岔运维监测系统;(4)该研究成果可为悬挂式单轨道岔系统设计提供参考。     

基于降低悬挂式单轨车辆侧滚的结构参数优化研究

根据悬挂式单轨车辆的结构特点,通过多体动力学软件ADAMS建立悬挂式单轨车辆动力学模型。以车辆走行轮、导向轮、吊架、空气弹簧、中心销、横向拉杆、横向减振器等结构参数作为设计变量,结合多目标优化软件Mode FRONTIER和单因素敏感性分析方法,探索了影响悬挂式单轨车辆侧滚的因素,并甄别出影响悬挂式单轨车辆侧滚的主要因素;针对影响车辆侧滚的主要因素,确立将车辆具有良好的曲线通过性和运行稳定性作为约束条件,建立了以车辆侧滚为目标的优化数学模型,采用第二代非劣排序遗传算法为优化方法,进行了以车辆侧滚最优为目的的优化研究。优化结果表明:在满足给定的约束条件下,当单轨车辆各参数达到最优解时,车辆侧滚角减小了6.3%～11.4%。     

悬挂式单轨列车乘客区间紧急疏散方案研究

介绍悬挂式单轨交通系统的特点,并结合国外悬挂式单轨交通系统成功运行的经验,对悬挂式单轨交通系统的救援疏散方法进行分析。对几种主要的疏散方式进行疏散时间的计算分析,最后提出了悬挂式单轨交通系统的区间紧急疏散方案。     

悬挂式单轨车的发展及其现状

简述了悬挂式单轨车的发展经历,按走行部的型式分类介绍了悬挂式单轨车的现状,叙述了悬挂式单轨车的技术特点,对比跨座式单轨,分析了悬挂式单轨的优缺点。展望了悬挂式单轨车在我国的应用前景。     

悬挂式单轨交通综合调度自动化系统集成方案研究与设计

悬挂式单轨交通是一种轻型、中速、中运量的新型公共交通方式,其对弱电系统的要求全而小,但目前大多设计的系统臃肿而缺乏针对性。本文针对悬挂式单轨交通设计了一种集成度高、高效、造价低的综合调度自动化系统,该系统深度融合了信号、综合监控、网络管理、设备维护等系统,是一种适宜于悬挂式单轨交通的弱电系统集成解决方案,具有成本低、管理高效、运营简单、技术先进等特点。文中详细阐述了该系统设计思路、功能构成及技术方案,以期为同类交通制式提供借鉴。     

悬挂式单轨车辆动态包络线计算方法研究

悬挂式单轨交通系统在国内尚处于起步阶段,合理地确定车辆动态包络线是保证系统经济性的主要因素之一.文章基于一种自主开发且通过试验验证的悬挂单轨车辆,分析了悬挂式单轨车辆与传统轨道车辆动态包络线构成要素的差异,提出了悬挂式单轨车辆动态包络线计算的总体思路和基本原理,详细说明了动态包络线的构成要素,给出了计算公式,并通过计算...     

悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

分析悬挂式单轨车辆的转向架结构及组成,建立相应的SIMPACK动力学仿真模型,总结悬挂式单轨车辆通过曲线时的受力分布和力矩平衡公式。应用控制变量法分别研究曲线通过速度、导向轮轮轨间隙和导向轮径向刚度对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,导向轮径向载荷随曲线通过速度和导向轮轮轨间隙的增大而增大,随导向轮径向刚度的增大而减小。其中,导向轮轮轨间隙对构架的横向加速度影响较大,对车体横向加速度影响较小。     

基于SIMPACK/ISIGHT的跨座式单轨列车走行轮偏磨研究与优化

跨座式单轨列车走行轮侧向力、侧偏角和侧倾角是影响走行轮偏磨的主要因素。文章对走行轮偏磨进行了优化,利用多参数多目标优化软件ISIGHT与动力学仿真软件SIMPACK联合仿真,得出一组单轨车辆最优的轮胎参数和悬挂参数,对减少轮胎偏磨具有一定的指导意义。     

LTE在悬挂式单轨车地无线通信系统中的应用

研究目的:随着我国城市化进程的加快,地铁、轻轨等交通方式成为大城市解决交通拥堵和空气污染等问题的重要手段,但一些二、三线城市更加需要经济适用、中低运量的轨道交通方式。因此,本文对悬挂式单轨交通综合车地无线通信系统的技术体制、频率需求、系统功能以及系统架构进行深入研究和探讨。研究结论:(1) TD-LTE作为悬挂式单轨车地综合无线通信系统方案无线通信平台,用于综合承载信号列控、调度集群通信、列车运行状态信息、PIS、CCTV等业务的无线传输,具有简化系统、节省系统维护费用等优点;(2)提出的一种基于LTE的悬挂式单轨交通车地综合无线通信系统设计方案,在保障CBTC业务高可靠传输的同时,通过单个LTE系统实现悬挂式单轨交通的CBTC、调度语音、车载PIS和CCTV等业务的综合承载;(3)本研究成果对城市轨道交通综合无线通信系统的长期技术演进有一定的指导意义。     

悬挂式单轨交通水平曲线地段设备限界加宽研究

悬挂式单轨交通主要适用于道路狭窄或者建筑密度大的特殊地区,通常这些地区设置曲线段较多。曲线段的设备限界直接影响工程可行性、工程投资以及行车安全等问题。悬挂式单轨交通系统与传统轨道交通系统差异较大,目前国内外暂无可直接利用的限界相关规范和标准,为此,以德国H-BAHN型悬挂式单轨车辆为例,通过对车辆结构的分析研究,进而分析水平曲线地段的设备限界加宽因素和计算公式,并采用研究的相关公式计算得出曲线段内侧和外侧的加宽量。     

悬挂式单轨交通系统关键技术及适应性分析

悬挂式单轨交通系统起源于一个多世纪前的德国伍珀塔尔,历经百余年的发展,其技术不断更新并在最初浪琴型的基础上衍生出更为先进的SAFEGE型悬挂式单轨系统,可应用于学校、机场、中小型城市等多种环境。悬挂式单轨在我国被划为中低运量城市轨道交通系统的一种,目前国内尚无已运营线路,对其关键技术和适应性的认识仍较为欠缺。通过对德国、日本主要运营线路的特征和技术参数进行介绍对比,总结出悬挂式单轨交通系统在走行方式、车辆、轨道、信号、车站、救援等方面的关键技术,继而通过对其优缺点的分析得出其适用范围,最后指出悬挂式单轨交通系统在我国城市轨道交通领域具有一定的市场前景。