2万t组合列车纵向力计算研究

从列车纵向动力学原理入手,建立了列车纵向动力学模型。通过描述悬挂系统中悬挂力的数学方程模拟了钢摩擦缓冲器实际的干摩擦阻尼迟滞特性,通过大量缓冲器的冲击试验结果拟合出缓冲器的动态特性曲线的上边线,从而建立了钢摩擦缓冲器数值模型。由于列车纵向动力学方程是非常复杂的非线性方程,为了求解这种强非线性振动系统的响应,提出了基于Newmark-β的高精度平衡迭代算法,并进行了数值算例分析。根据Lo-cotrol同步控制装置的原理,建立了Locotrol同步控制的数学模型。完成了2万t重载组合列车纵向力计算的试验验证;分析了主控机车与从控机车的同步响应时间和制动初速对重载组合列车纵向力的影响。这些研究为重载组合列车纵向动力学的研究提供了基础。     

万吨列车缓冲器特性优化研究

以新型胶泥缓冲器为例，建立列车纵向动力学仿真模型，根据其结构与原理详细分析该类型缓冲器的力-位移、力-速度特性。通过单车模型中多次仿真与试验曲线相比较，反演出缓冲器特性曲线，将该曲线应用于万吨列车模型并进行优化，从而得出重载列车最佳缓冲器特性曲线。     

车辆缓冲器特性研究

介绍当前国内外货车缓冲器的发展概况,并以常用的摩擦式缓冲器为例,建立计算模型,详细分析摩擦式缓冲器的力—位移特性,对其冲击机理进行分析研究。分析表明,在进行缓冲器的研究和开发过程中,确定缓冲器的容量、行程、特性曲线形状以及阻抗力时,必须将整个列车系统综合起来考虑,分析缓冲器的动力学特性及列车的冲动机理,从而最大限度地降低列车运行时的纵向冲击力和加速度,以达到缓和车辆间纵向冲击的目的。     

基于MATLAB的液气缓冲器调车冲击特性分析

概述了用于铁道车辆的新型液气缓冲器的工作原理,根据列车纵向动力学理论,建立了一对一调车冲击计算模型和仿真计算模型.通过研究4种不同工况下缓冲器动态特性曲线的变化,分析了运行阻力、缓冲介质黏度变化对缓冲器动态特性的影响.     

摩擦式缓冲器阻抗特性在列车纵向动力学中的应用

缓冲器的动力学特性在较大程度上决定着列车纵向动力学性能.传统缓冲器的阻抗特性曲线未能完整描述阻抗力与缓冲器行程变化率之间的关系,并且存在间断点.在列车纵向动力学应用中,引起很多难以克服的困难.本文以摩擦式缓冲器为研究对象,利用接触力学方法,给出阻抗力与缓冲器行程变化率之间的关系;根据处理静摩擦开关效应的相关理论,提出一...     

重载列车缓冲器特性研究综述

介绍和总结了国内外货车缓冲器的发展概况,概述了钢弹簧摩擦缓冲器、摩擦橡胶式缓冲器、黏性阻尼缓冲器以及摩擦胶泥缓冲器的工作原理,分析研究了其阻抗特性。就缓冲器动力学计算模型的建立、缓冲器特性间断点的处理及其列车动力学模型的建立3个方面提出了今后研究的重点和难点,为缓冲器的选型设计以及纵向动力学的研究提供了一定的理论支撑。     

利用纵向动力学软件设计缓冲器特性曲线

介绍了利用列车纵向动力学分析软件计算缓冲器特性曲线的方法和计算实例。     

动车组用橡胶缓冲器动力学性能研究

概述了动车组用橡胶缓冲器的基本结构及工作原理,建立了基于橡胶缓冲器的列车纵向动力学计算模型,利用数值模拟的方法对缓冲器进行了动态特性分析。计算结果表明:缓冲器在列车启动、制动工况下可以满足使用要求;在列车连挂工况下,缓冲器受到的冲击力随连挂速度的提高而急剧增大,综合考虑各种因素,列车连挂速度不宜过高。     

重载列车纵向动力学计算程序综述和研制

介绍了国内外重载列车纵向动力学仿真计算程序的发展概况,对空气制动系统模拟、车钩缓冲装置模拟以及数值积分方法等三个关键问题进行了梳理分析,并提出了作者的认识和见解,为今后的重载列车纵向动力学仿真研究提供了有价值的研究思路。在此基础上,建立了重载列车纵向动力学仿真模型,其中包括改进的缓冲器迟滞特性数学模型,并编制了它的计算程序,介绍了该程序的基本要素和总体构成。     

重载列车自动驾驶纵向动力学仿真技术研究

为了保障列车自动驾驶的平稳性,需要充分考虑列车多质点的纵向冲击力问题。文章研究了重载列车纵向动力学相关内容,主要包含对重载列车多质点模型、空气制动模型和车钩缓冲器模型的建模和仿真技术,并在此基础上开发了面向列车自动驾驶的纵向动力学仿真软件。与实际运行的线路数据对比试验结果表明,所开发的重载列车纵向动力学软件能够较准确地模拟列车实际运行工况,对重载列车自动驾驶平稳操纵具有重要的指导价值。     

HX_D1型重载机车钩缓系统仿真研究

为研究HXD1型重载机车钩缓系统在线路实验中表现出的稳定动态特性,在分析13A/QKX100钩缓系统独特的工作原理基础上,建立了具有非线性迟滞特性的弹性胶泥缓冲器及具有钩尾摩擦弧面的车钩仿真模型。研究了13A/QKX100钩缓系统承受纵向压力时的动态特性,对比分析了钩尾摩擦面对车钩动态特性的影响。研究结果表明：文中提供的模型能够较精确地模拟HXD1型重载机车钩缓系统的运行动态表现;13A车钩钩尾摩擦面对车钩的承压动态特性起着关键作用。     

车轮踏面多目标优化设计研究进展

车轮踏面优化设计是轨道交通系统的基本问题。根据车轮踏面优化模型的建立及其求解方法,车轮踏面优化设计的数值研究方法可以分为两类,即单目标优化设计方法和多目标优化设计方法。在综述轮轨踏面同步设计法、扩展方法、基于轮轨接触曲线的滚动半径差法和基于接触角曲线法等单目标优化方法的基础上,论证了车轮踏面优化是一个多目标优化问题,并给出了建立车轮踏面多目标优化模型的思路。车轮踏面多目标优化需要求解带约束的非凸不可微规划问题,求解精度和效率直接决定优化结果的可靠性和实用性。现有的求解方法包括遗传算法和拟高斯方法。针对现有计算方法存在计算量大、易早熟、收敛慢的缺点,提出求解车轮踏面多目标优化问题的响应面方法。该方法利用多项式响应面逼近目标函数和约束函数,避免了优化过程中由于数值求导带来的迭代振荡问题;同时该方法具有计算量小、收敛快的优点。以降低轮轨磨耗为目的对车轮踏面进行优化的实例表明,响应面方法能有效的优化车轮踏面。最后对车轮踏面这一课题的发展方向进行了展望。     

7N01铝合金Johnson-Cook模型参数的反算方法

对动车组用7N01铝合金进行准静态单向拉伸试验,获取应力-应变曲线。采用曲线拟合和有限元仿真优化相结合的方法反算铝合金Johnson-Cook模型参数:通过曲线拟合方法确定模型初始参数,将其代入有限元模型,应用HyperStudy软件实现与有限元模型及求解器的数据传递与过程集成,采用遗传算法和自适应响应面法对材料参数进行优化,并将优化后的有限元仿真结果与拉伸试验结果进行对比。结果表明:利用遗传算法和自适应响应面法反算材料参数,优化收敛速度快,仿真数据与试验数据吻合度高,2种方法均可以用来进行参数反算的优化。     

基于径向基函数响应面方法的大跨度斜拉桥有限元模型修正

采用ANSYS有限元软件建立某大跨度斜拉桥试验室物理模型的三维有限元模型.基于灵敏度分析,选取模型待修正参数和用于模型修正的特征量.采用实验设计方法生成数样本,通过有限元分析提取对应的特征量信息,进而建立待修正参数与特征量关系的径向基函数响应面模型.通过对响应面模型的拟合误差分析,确定径向基函数的最优形状参数.以斜拉桥自振频率和静态索力构建目标函数.基于建立的响应面模型,采用遗传优化算法进行有限元模型修正.结果表明,采用径向基函数响应面模型拟合斜拉桥设计参数与特征量之间的隐式关系有较高的精度;基于仿真数据的模型修正有较高的精度,基于试验数据的模型修正能得到合理的结果,该方法可有效地修正复杂桥梁结构有限元模型.     

重载货车摩擦缓冲器阻抗特性的数值模拟

为预测摩擦缓冲器的实际工作状态,从几何特征和作用原理的角度,建立详细的MT-2型缓冲器理论模型。首先,通过对缓冲器内部各摩擦元件的运动学和静力学分析,推导出缓冲器在准静态下的阻抗特性;其次,引入附加摩擦系数量化各摩擦元件之间动静态摩擦过渡时的黏滞补偿,并模拟出缓冲器在动态下的阻抗特性;最后,利用C80型货车冲击试验数据对该缓冲器的理论模型进行验证。验证结果表明:总体上,数值模拟和现场试验下的缓冲器示功曲线基本吻合,说明模型的正确性;局部上数值模拟中缓冲器从加载Ⅰ阶段过渡至加载Ⅱ阶段的突变现象在冲击试验中表现的并不明显,还有待进一步完善。     

铁道车辆缓冲器弹性胶泥粘弹性参数的数值反演

研究弹性胶泥的基本物理参数。提出以弹性胶泥简单的静压试验和动力试验反演复杂的三维粘弹性本构参数的数值方法。依据弹性胶泥松弛模量的物理意义,建立三维粘弹性本构模型。依据静压试验的静压力和观测点位移试验数据,建立以弹性有限元为基础的弹性位移反演模型,优化求解该模型可得到泊松比、杨氏模量。根据弹性力学本构关系的基本原理,通过泊松比、杨氏模量可得到粘弹性模型所需要的剪切平衡模量和体积平衡模量。依据动力试验的激振力和观测点位移的时程曲线,建立以粘弹性大变形动力有限元为基础的粘弹性参数反演模型,利用改进的遗传算法对其余和时间相关的粘弹性参数进行优化求解。以重载货车用新型胶泥缓冲器为实例,对弹性胶泥的基本粘弹性参数进行数值反演。反演结果和试验结果吻合较好。     

基于波形特征提取和FA-Grid SVM的MVB故障诊断

列车通信网络的故障诊断一直是列车健康管理的难点,文章针对列车MVB(多功能车辆总线)网络,提出了一种基于波形特征提取和联合萤火虫网格寻优支持向量机(FA-Grid Support Vector Machines, FA-Grid SVM)相结合的故障诊断方法。通过提取MVB总线物理波形的时域特征,作为支持向量机的样本,构建MVB故障数据集;基于SVM较优参数点基本集中于同一区域这一现象,提出FA-Grid两步寻优的参数优化模型。试验结果表明,与传统网格寻优和遗传算法(GA)相比,提出的FA-Grid寻优模型时间复杂度低,分类效率高,能够准确地对MVB故障进行诊断。     

2万t重载货运电力机车钩缓系统应用探讨

通过大秦线牵引重载列车的货运电力机车钩缓系统近年来应用情况调研分析和计算比较,参考美国等国家重载货运机车用钩缓应用情况,探讨我国重载货运电力机车钩缓系统的基本特性参数及其选型范围,指出我国重载货运电力机车钩缓系统未来发展的趋势和方向。