货车多体模型及其实时仿真程序

讨论了在实时半实物仿真中如何将货车整车模型转化为合适的简化模型的方法,从轮轨垂向力和车辆临界速度的角度,对实时模型进行了验证。本文所给出的方法可大大缩短计算时间,适用于实时模型的创建。     

地铁车辆IGBT瞬态结温计算方法研究

基于IGBT模块封装的物理结构,分析了热量冲击导致芯片失效的主要原理.根据芯片热损耗的主要传递路径,建立了热量传递各环节的瞬态传热模型,并分别给出了瞬态温升计算方法.尤其对热量传递模型较复杂的走行风冷热管式散热器进行了详细分析和试验研究,并给出了获取散热器热阻抗模型实时参数的有效解决方法;最后,对芯片瞬态结温计算方法进行了总结,并开发了软件工具.文章介绍的计算方法和软件工具可推广应用,为IGBT模块瞬态结温计算提供重要参考.     

基于热网络的全封闭风冷永磁电机温升分析

全封闭风冷永磁牵引电动机功率密度高、内部散热条件恶劣,对电机热设计和温升控制提出了较高要求。研究了热网络方法在电机温升分析中的应用,对一款全封闭风冷永磁电机构建热网络模型,并基于MATLAB/SIMULINK平台编程计算热网络参数,实现了对电机内部温升计算和热分析的快速响应。与试验结果对比发现,热网络方法温升计算结果具有较高准确性,能满足电机工程设计需要,对电机热设计具有工程指导意义。     

基于磁热耦合的新型高速动车组牵引电机传热特性数值研究

文章以某型号新型高速动车组牵引电机为研究对象,分别建立了二维电磁仿真模型和全计算域三维流固耦合仿真模型,基于磁热耦合方法实现了电磁场损耗分布向流体仿真模型的映射,并作为热源参与电机流场和温度场的计算。通过与试验数据对比分析,验证了磁热耦合计算方法的准确性。同时,对该电机流体流动特性和温度分布进行了分析,表明该通风冷却结构设计合理,满足车辆运行使用要求。     

城轨辅助变流器热设计方法研究

针对辅助变流器热设计的需求,建立有限体积法的迭代方程,并结合城轨辅助变流器的热设计,提出热仿真的设计步骤与方法。依照此方法建立北京城轨13号线辅助变流器箱体与内部主要电气部件的数学模型,采用仿真与公式计算结合的IGBT热损耗计算方法,使用六面体网格离散时间与空间域的模型,借助流体力学软件迭代有限体积法方程进行热仿真的计算,计算结果满足温升要求。依据此热设计结果试制成样机,完成稳态温升试验,并将主要电气部件试验结果与仿真结果进行对比。结果满足设计初衷,验证了有限体积法的热仿真分析方法的可行性。     

V/X接线牵引变压器的温升特性

针对V/X接线牵引变压器独特的接线方式、电气特性和负载特性,基于热电类比原理和变压器内部热传递过程建立V/X接线牵引变压器内部热路模型.参照电路理论推导温升计算微分方程,并根据热特征参量问的相互关系,建立V/X接线牵引变压器内部温升计算模型.以1台机车从驶入到驶出某V/X接线牵引变压器供电区间的过程为例,仿真计算顶层油温度曲线和绕组热点温度曲线.分析绕组绝缘寿命的影响因素,并根据牵引负荷的特点,提出适用于V/X接线牵引变压器的绝缘寿命损失计算方法.     

大规模城轨路网客流分布推演的建模与仿真方法

大规模网络条件下,如何经济高效地构建仿真系统来实现城市轨道交通路网客流分布的动态推演是一个亟待解决的问题。将"运输流状态网络模型"与有限状态机模型相结合,提出了适用于大规模路网条件下多分辨率客流分布推演的仿真建模方法,给出了利用仿真推演引擎遍历状态网络来实现系统状态动态推演的算法。采用混合式并行仿真任务分解策略,给出了基于网络客流量的域分解方案优化方法,以及基于关键同步事件的子域内时钟协调方法,以简单高效的方式实现并行仿真的时钟推进。自主开发了仿真系统,并以北京地铁为背景构建仿真案例,并对提出的方法进行了验证。     

车轴裂纹扩展寿命的分析与计算方法

在由加载条件试验得出车轴裂纹扩展规律的基础上,引入有效应力强度因子范围ΔKeff值,建立适用于各种加载条件的裂纹扩展规律模型;给出实际运用条件下初始裂纹尺寸、超偏载、轮轴压装配合导致应力集中等因素影响车轴裂纹扩展的理论分析方法;建立车轴裂纹扩展寿命的计算模型,并采用Romberg数值积分法和Newton-Rophson迭代法对车轴剩余寿命进行预测。运用本文给出的模型和计算方法,以RD轴轮座部为例,对不同运用工况、不同尺寸裂纹车轴的剩余寿命进行了计算分析;以某客车RC轴断轴事故为例,对车轴初始裂纹尺寸进行计算,验证了超限裂纹漏探是导致该车轴断裂的主要原因。     

高速动车组辅助变流器箱体的热仿真设计方法

基于热传递基本原理的高速动车组辅助变流器箱体热仿真设计流程主要包括建立几何模型、设置仿真初始条件、网格划分及稳态求解计算3个环节.根据辅助变流器的基本技术参数,并结合模拟及混合信号仿真软件Saber对辅助变流器主电路的仿真结果,给出辅助变流器中变压器、电抗器和绝缘栅双极型晶体管等主要发热器件功率损耗的计算公式.以某高速动车组辅助变流器为例,采用计算流体力学软件Flotherm,按照辅助变流器箱体热仿真设计流程,得到额定工况下辅助变流器箱体的温度场和流场分布结果,并制成辅助变流器样机.对比变压器线包和铁芯及功率模块散热片样机实测结果与仿真结果,验证了辅助变流器箱体热仿真设计方法的可行性.     

基于运营能力的点式ATC系统可行性研究

为验证不同速度等级、不同列车长度下的点式列车自动控制（ATC）系统是否能够满足城市轨道交通的运营能力需求，依据点式ATC系统特点及信号系统设计的相关要求，推出列车在区间和车站最小追踪间隔的计算模型，并根据计算模型给出了能力影响因素，得出最小追踪间隔与最高运行速度及列车长度之间的关系。通过仿真计算，得出不同速度等级、不同长度下列车运行的最小追踪间隔，验证了计算模型的合理性，并给出了不同速度等级及列车长度下点式ATC系统的适用情况。     

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。     

基于文件交换的设计功能验证

随着ASIC设计规模的不断增大，验证在整个设计中占的比重越来越大。提出了一种基于文件交换的RTL设计功能验证方法。用该方法结合MATLAB对TDSCDMA终端联合检测协处理器进行功能验证，结果表明，该方法特别适合于对数字信号处理ASIC进行黑盒验证。     

轨道车辆部件运用可靠性分析方法研究

根据随机过程和可靠性理论,对轨道车辆部件的故障规律和可靠性分析方法进行了研究。在故障信息统计数据的基础上,提出了故障分布规律和可靠性指标计算的工作流程。通过案例分析,验证了所提出的方法的实用性。     

考虑空间整体效应的温度自应力计算

针对在计算混凝土桥梁结构的温度自应力时,按现行的计算方法得到的结果与实测的数据有较大差别的问题,根据温度作用下的应力-应变关系及结构内力特点,并运用三维平面假设,改变温度荷载的加载方式和多余约束力的状态,推导出考虑空间整体效应的温度自应力计算方法。对箱梁的实例分析表明：在计算桥梁结构的温度自约束应力时,应考虑纵横向温度应力-应变之间的互相影响,采用与实际情况相符合的温度荷载加载方式,这样使计算结果更接近实际值。     

异步电动机无速度传感器矢量控制系统的速度估算及参数调整问题和解决方案

研究了通用异步电动机传统的以模型为基础的无速度传感器磁场定向控制方法.为了使控制能力扩展到电机零速运行,提出了电机速度和定子电阻在线估算器的改进方法.该方法仅需要测量电机定子电气端,非常适合于多用途的逆变器场合.引入了转子电阻在线调整以对温度漂移进行全面补偿.通过仿真和实验验证了所提出的驱动系统性能.     

基于三维激光扫描技术确定隧道变形的新方法

从三维激光扫描技术应用于地铁隧道变形监测实际出发,研究三维激光扫描技术在隧道变形监测中的应用,给出一种适用于隧道数据采集的多站共用靶标连续拼接法。针对如何确定隧道变形的关键问题,提出一种通过建立参考系、点云格网化、剖面图提取、变形量值计算等流程确定隧道变形的新方法。将该技术应用于地铁隧道扫描实验,结果发现提出的方法能够在任意位置提取隧道断面,能够确定隧道变形量值,是一种有效的确定隧道变形的新方法。     

基于PSO-MK-ELM的动车轮对尺寸预测模型

动车轮对安全尺寸预测为动车安全性评估提供了依据。由于轮对尺寸变化受到运行环境等因素影响的复杂性,提出了一种适用于动车轮对尺寸数据的粒子群优化多核极限学习机(PSO-MK-ELM)预测模型。将多项式核函数和径向基核函数加权构成的多核函数(MK)引入极限学习机中,并采用粒子群优化算法对模型的4个关键参数进行寻优。针对CRH2车型的动车车轮直径数据,通过对比不同算法的预测结果,验证该方法的合理性和准确性。预测结果表明,在动车轮对尺寸数据的预测上,PSO-MK-ELM预测模型能够获取比BP模型、ELM模型和3种常用KELM模型更好的拟合优度、均方差、平均绝对误差和平均绝对百分比误差,验证了模型在动车轮对尺寸预测上的有效性。     

HXD1C型机车电传动系统实时仿真

文章介绍了HXD1C型机车电传动系统结构,阐述了一种适用于交一直一交电传动系统电气部件建模、实时仿真的方法,用测试数据对仿真结果进行了验证。研究结果为开展交流传动电力机车实时仿真提供了参考及范例。     

长春地铁热环境与热舒适实测分析

采用热环境实测和热舒适调查问卷相结合的研究方法,研究长春地铁1号线冬季、过渡季、夏季车站及车厢的热环境和热舒适情况,分析得出长春室外、车站及车厢2017—2018年温度的变化区间及规律、结果显示,华庆路站站厅、站台温度值不满足规范要求,冷风渗入是影响冬季出入口温度的重要因素,并分析出车站及车厢80%满意率舒适区以及不同季节的热中性温度,旨在为严寒地区地铁热环境及热舒适研究奠定研究基础,为地铁环控系统的设计提供参考。     

基于图论和面向对象的列控数字轨道地图研究

将全球定位系统(GPS)和地理信息系统(GIS)结合在一起应用于轨道交通中,可提高列车定位精度、减少轨旁设备、降低建设和维护成本。一份结构合理的数字轨道地图可以提高列车定位的实时性和准确性。本文主要研究数字轨道地图的模型、设计和验证。首先,结合拓扑关系数据模型和面向对象数据模型的优点,对数字轨道地图进行建模;基于图论和面向对象的数据结构的思想,利用空间数据和对象属性数据实现数字轨道地图的设计。其次,结合图的深度优先搜索算法,提出对数字轨道地图连通性、合理性和正确性进行验证的算法。最后,本文在VC++平台下实现数字轨道地图的功能,并采用丰沙线三家店车站现场采集的GPS数据对数字轨道地图进行实验验证。结果表明本文提出的设计方法是可行的。