地铁车辆异常振动问题分析与改进

随着地铁车辆制式不断变化和运营速度不断提高，地铁车辆噪声及振动问题愈加突出。文章针对武汉地铁7号线车辆异常振动的问题，以ATO(载客运营)模式在正线开展车辆振动测试，分析车辆运行时大功率设备、车辆悬挂系统及轮轨关系对车辆振动的影响规律，并基于轮轨关系提出相应的改进措施和优化策略。经分析，轨道波磨引起的80～120 Hz振动频率和车轮失圆引起的15～20倍车轮转频是导致车辆异常振动的根本原因，因此，针对此问题将轮对镟修策略由传统的故障修优化为预防修，并进行了跟踪试验。经试验验证，优化后的轮对镟修策略能有效抑制车辆异常振动，乘坐舒适度指标衰减幅值最大达64.6%,能够显著延长轮对维护周期，降低生产成本。     

基于传递特性的某地铁车辆异常振动分析

以某地铁车辆地板局部及座椅结构异常振动分析为例,通过线路跟踪测试,获取了结构异常振动的具体特性,基于传递分析方法对引起结构异常振动的激励源进行了研究,结合模态分析及车轮径向跳动量的测试,分析了地板局部及座椅结构异常振动特性产生的根源。文中提出了相应的振动控制措施,为今后车辆出现局部振动问题的原因查找及改进方案提供研究思路和方法。     

地铁车辆转向架轴承故障诊断方法研究

地铁车辆转向架轴承状态对车辆的安全运行至关重要。现有地铁车辆转向架轴承的监测与诊断存在智能化程度低、准确性差等不足。针对此不足,对地铁车辆转向架轴承故障模型进行推导,提出一种地铁车辆转向架轴承故障智能诊断方法。该方法根据转向架轴承径向振动加速度信号,采用小波包-包络分析和故障识别搜索算法,诊断轴承故障及故障类型。为了验证所提出方法的有效性,设计并搭建了轴承故障诊断试验台,基于此试验台对广州地铁车辆转向架故障轴承进行了测试。试验结果表明:所提出的转向架轴承故障诊断方法能够准确识别轴承故障,为地铁车辆转向架轴承故障诊断的自动化、智能化提供了新思路。     

利用振动对车辆设备实施状态监测

铁道车辆部件一旦发生故障,会引发车辆不能继续运行,严重时可能会导致重大事故。为了防范这类事故的发生,文中介绍了一种通过振动对车辆设备进行状态监测的方法,通过在车辆部件上安装传感器,利用振动分析和机器示教进行异常检测,并利用倍频带分析进行简易诊断,该方法利用平板电脑振动仪,改变了传统检测中手写数据的操作弊端,并通过其控制器部分的电脑,可以使用SD(串行数据)卡和USB(通用串行总线)进行数据的存储和输出,操作方便。实践证明,该方法可以在故障发生早期检测出故障征兆,并推测出故障种类。     

轮轨异常振动对地铁车辆部件的影响分析

文章针对地铁车辆在长期服役过程中产生的轮轨异常振动问题,从直接影响轮轨关系的轨道不平顺、车轮多边形和钢轨波磨三个方面入手,分析了不同频段内、不同激扰源导致的轮轨异常振动对车辆部件的影响。结果表明:在低频段内,轨道不平顺激扰下,车辆部件的异常振动主要表现为车体和构架的异常振动,车体异常振动降低乘客的舒适性,构架的异常振动加速构架疲劳裂纹的形成;在中高频段内,车轮多边形和钢轨波磨的激扰下,固有频率为中高频率的部件容易被激发,产生异常振动,致使部件(例如一系钢弹簧)出现裂纹、松脱、断裂。文章建议利用车载故障诊断系统来监测全线路的振动情况,当监测到线路轨道不平顺出现异常时,可通过降低列车运行速度来缓解轮轨异常振动;当监测到钢轨波磨和车轮多边形磨耗时,可通过镟轮以及对波磨区间进行打磨等措施来缓解轮轨异常振动。     

地铁车辆异常振动分析

地铁车辆在运营过程中可能发生异常振动,大的异常振动会降低车辆的乘坐舒适度、导致投诉,另一方面也会对车辆结构造成损伤、影响车辆安全。稳定、准确、快速地定位异常振动原因,有助于提高车辆的检修运用水平、提升地铁运营形象。现总结了车辆动力学响应异常分析的一般步骤,提出综合分析的方法,并结合实际案例进行阐述。     

基于多尺度时频图与卷积神经网络的车轮故障智能诊断

铁道车辆车轮故障的产生,不仅会增大列车的振动和噪声使乘坐舒适性下降,而且会加速车辆及轨道零部件的损伤,严重时还会引发事故,因此对车轮服役状态的实时监测对保证列车安全运营具有重要意义。针对现有铁道车辆车轮故障诊断方法存在自适应能力弱、准确率低等不足,提出一种基于多尺度时频图与卷积神经网络(CNN)相结合的车轮故障智能诊断方法,该方法利用车轮所在轴箱垂向振动加速度来间接识别车轮服役状态。1)首先采用形态学滤波器对车辆轴箱振动加速度信号进行滤波降噪,然后采用完全噪声辅助聚合经验模态分解(CEEMDAN)将滤波后的信号自适应地分解为若干固有模态函数(IMF),选取能量熵增量相对较大的三阶分量作为信号的主分量。2)分别求各主分量的Wigner-Ville分布(WVD),然后叠加转化为多尺度时频图。3)对经典的LeNet-5模型进行结构改进和网络参数优化,构建适合车轮故障诊断的CNN模型,来学习提取车轮在不同工况下的时频图特征,并对时频图进行分类,将特征学习提取与故障分类融为一体,一定程度上实现了端到端的车轮故障诊断。经仿真试验和现场试验验证表明：所提出的方法对于车速、故障类型和故障程度都有很好的...     

地铁车辆轮对不圆度规律及成因分析

车轮不圆(又称"车轮多边形磨损")是轨道交通车辆车轮的主要损伤之一,不仅会引起车辆与轨道的剧烈振动,产生噪声污染,影响乘坐舒适性,而且其导致的循环冲击载荷会缩短车辆和轨道零部件的寿命,从而增加运营成本。通过对某地铁线路轮对不圆度情况进行调查分析,对不同区间轮轨状态、匹配及正线车辆振动特性进行抽样调查,初步判断该线路轮对不圆度的异常发展与线路固有频率、钢轨焊接接头不平顺相关。理论分析后,以对比试验的形式对钢轨焊接接头不平顺问题进行验证,并针对这一问题以及相关的闸瓦修形、车辆启动加速度问题提出后续改进建议。     

基于VMD的地铁车辆平轮状态监测和诊断

针对地铁车辆轮轨振动信号信噪比低、非线性、不平稳等特点,为更好地提取地铁平轮的故障特征,提出一种基于变分模态分解(VMD,variationl mode decomposition)和包络谱熵的地铁平轮故障诊断方法。首先,构建虚拟仿真信号做变分模态分解,并与经验模态分解进行对比分析,说明VMD方法的有效性,再对实测4种工况的轮轨振动信号进行变分模态分解,求出不同分解模态的包络谱熵值,最后采用支持向量机分析故障诊断效果。试验结果表明:提出的方法能够有效地提取平轮故障特征,对地铁车辆平轮故障状态具有良好的诊断效果。     

地铁车辆异常振动试验研究

结合西安地铁2号线出现异常振动后的试验分析,对造成振动的车轮、牵引装置、车辆悬挂等可能因素进行分析和归类。通过车辆振动特性和舒适性指标计算分析,为车辆故障处理、大架修后的列车运行平稳性、舒适度评估提供依据。同时,从振动来源控制、运营管理等方面提出一些建议和防范措施。     

操作与支持危害分析方法在列车安全性分析中的应用

针对初步危害分析方法的不足,研究了如何将操作与支持危害分析方法用于列车安全性分析。分析工作的流程为确定分析对象,以建立任务列表,分析潜在隐患,进行风险评估并制定安全规范要求。以“列车出站”操作为实例,详细介绍了操作与支持危害分析方法的应用。     

地铁车站抗震分析

首先选取了车站主体结构建立合适的有限元模型,并进行静力分析,然后分别采用了谱分析和动力时程分析两种不同的计算方法对车站进行抗震计算分析,对谱分析计算、谱分析和时程分析的计算结果分别予以对比,得出在水平地震力作用下车站结构的最不利受力位置。主要结论包括:地铁车站结构的弯矩在静力时较小,在地震作用下其增幅较大,动力响应显著。地铁结构需要进行抗震计算,反应位移法、动力时程分析法均能适用于地下建筑结构的抗震分析。在水平地震力作用下,地铁车站结构中柱的地震轴力较大,是主要的承压构件,结构顶板的变形和应力比较大,容易发生破坏。因此在设计和施工过程中,应对上述部位予以足够的重视。     

软开关变流器的稳态分析(一)

讨论软开关变流器的稳态分析.由于分别由软开关变流器的Lr-Cr单元和大的L-C滤波器单元决定的快、慢固有频率的共存,通过启动瞬态仿真程序寻找软开关变流器的稳态解可能会造成繁琐的计算和收敛失败.由于采用了基于暂态分析的换相检测技术和基于补偿原理的换相分析技术,文章所提出的数值法显示了高可靠性和快速收敛性.对两个直流变换器、一台逆变器和一台功率因数补偿装置作的稳态分析,突出显示了仿真算法的良好性能.     

滑坡整治工程后评价分析

研究目的:对于滑坡病害整治工程的后评价研究还没有形成一套系统可行的评价方法和体系,本文通过分析影响滑坡整治工程后评价的各个相关因素,进行两两对比综合判断,提出了一套完整可行的评价方法和体系。研究结论:对于滑坡病害整治工程的后期评价,筛选出了12项主要影响评价结果的因子,其中包括定性因子和定量因子。在考虑各因子权重与专家权重的基础上建立的滑坡综合后评价模型,可以判断滑坡整治工程的治理效果是否合理得当,能够为以后的滑坡工程的后评价体系提供科学合理的评价依据。     

基于因子分析与AHP的高速列车乘坐舒适度评价模型与实证分析

针对目前舒适度研究偏重于列车运行物理指标层面的现状,结合人机工程学、环境与行为心理学等相关理论,提出了综合满足旅客乘坐需求、生理感受与心理感受的高速列车广义舒适度的概念。在对北京至四方的铁路线运行的CRH2型动车组745位旅客进行问卷调查的基础上,通过因子分析对指标进行降维,利用AHP构建乘坐舒适度评价模型,得出舒适度影响因素的权重,并提出改进建议:1.细化列车振动、噪声与照明舒适度评价指标;2.优化座椅休息、就餐、娱乐等功能设计;3.进一步调控车厢温度、湿度与空气质量。该模型的建立为我国高速列车乘坐舒适度研究提供了理论依据。     

应用回归分析的方法建立劳动定额数学模型的不适应性分析

研究目的:在建立劳动定额数学模型的过程中,寻找符合劳动定额专业特点的建模方式和检验指标。研究方法:采用对比的方法,对回归分析和曲线拟合进行比较。研究结果:找出了回归分析与曲线拟合的相同点和不同点,从而提出了建立劳动定额数学模型质量的检验指标。研究结论:曲线拟合的方法更接近于劳动定额专业特点。建议在建立劳动定额数学模型并检验其实用性及精确度时,采用曲线拟合误差指标,而不再使用回归分析指标。     

基于故障模式后果分析与动态故障树的高速铁路牵引变电所可靠性分析

为了提高牵引变电所供电可靠性,在考虑所内一次设备的情况下提出一种结合故障模式后果分析(FMEA)与动态故障树分析(DFTA)的方法来分析牵引变电所的可靠性。首先根据FMEA的工作结果来分析牵引变电所的故障原因,提出有针对性的预防措施;然后采用DFTA建立高铁牵引变电所的故障模型并定性定量分析,找出牵引变电所的薄弱环节。最后与传统故障树计算结果进行对比,结果表明:传统故障树建模存在较大误差,两种方法的结合相比仅使用一种可靠性分析方法更为实用。     

单跨双线铁路曲线桥梁车桥耦合振动特性分析

为了研究单跨双线铁路曲线桥梁车桥耦合振动特性,建立车桥耦合振动模型,对列车通过单跨曲线桥(半径为600 m)内线和外线时,各板件的振动情况及影响最大的主频进行仿真计算,通过对比分析,得出与单跨直线桥的振动特性差异,为后期的单跨曲线桥结构减振处理及连续曲线桥梁(半径为600 m)研究提供理论参考。结果表明:相同条件下,顶板跨中结构位移方面,曲线桥(外线行驶)>曲线桥(内线行驶)>直线桥。顶板振动加速度方面,曲线桥(外线行驶)>曲线桥(内线行驶)>直线桥。但是在两侧板、底板振动加速度方面,曲线桥(内线行驶)>曲线桥(外线行驶)>直线桥。相比直线桥,曲线桥产生的低频振动更大,振动加速度对应的主频也较多,引起的低频噪声也更大。由于横向力的影响,桥梁结构稳定性还会受到一定的影响。     

基于模态分析的Push-over方法在桥梁抗震分析中的应用

采用非线性时程分析是计算结构地震响应较为严格的分析方法,但它存在工作量大、计算复杂等问题。目前土木工程中常采用非线性的静力分析(Push-over分析)来评价在地震作用下结构的抗震性能。均匀分布、倒三角形分布的侧向荷载分布模式,适用于刚度大或第一阶振型为主的结构,为了考虑高阶振型的影响,本文提出了基于模态分析的Push-over方法,并将其应用到桥梁抗震分析中。这种方法需要分析结构的动力特性,尤其是振型贡献率。选出振型贡献率比较高的振型,并以此为基础,依据“侧向荷载分布模式与地震时结构惯性力的分布情况应尽量保持一致”的原则,参考《公路工程抗震设计规范》(JTJ 004—89)可得到对应各振型的侧向荷载,在对主要振型进行组合后,即可获得进行Push-over分析的侧向荷载分布模式。本文采用基于模态分析的Push-over方法对一实桥进行抗震性能分析,结果表明选取主要振型参与计算与采用全部振型计算的结果基本吻合,不仅考虑了高阶振型的影响,又消除了其他次要振型的干扰,因此这种方法应用于桥梁抗震性能评价是可行的。