基于CRH6型列车研制对高速列车外形设计的研究

随着世界各国高速列车的发展,由于速度的提高对列车外形的设计要求非常严格。基于CRH6型城际动车组列车外形的设计,研究高速列车外形设计。通过CRH6型城际动车组列车外形设计整个过程考虑的因素:从空气动力学性能、车头造型、外形结构与内部结构关系、驾驶安全性等工程技术方面来对高速列车外形设计进行研究。CRH6型城际列车外形的设计,考虑的综合因素十分复杂,在考虑满足运营条件下,首先确定细长比,其次进行列车头部外形轮廓设计,再进行鼻锥和车头整体塑型,最后进行试验验证及方案选择。试验结果表明这样设计出来的CRH6型城际列车外形满足各项要求,是高速列车列车外形设计行之有效的方法。     

流线型列车头部外形设计方法

基于流线型的列车头部外形由三维空间自由曲面构成,提出采用NURBS曲线设计外形型线和用三维NURBS曲面描述复杂三维曲面的车头外形设计方法。按照流线型列车头部外形的设计要求,首先生成基本控制型线,根据需要自动生成中间控制型线;对一些型线进行空间动态修改,使所有控制型线构成空间网状结构;将这些控制型线在空间的交点处断开,形成首尾相连的NURBS曲线段;自动将首尾相连的NURBS曲线段连接形成外形曲面片,并保证曲面片在空间相切;最后对外形曲面进行光顺性检查,得到最终的外形曲面。运用NURBS曲线曲面的数学模型,在AutoCAD的ARX及I-deas的Open I-deas开发平台上,开发了流线型列车头部外形设计模块,实现了按照人们的意志,自由、快速地设计复杂的空间三维曲面流线型列车外形。     

列车空气动力性能与流线型头部外形

采用数值计算、动模型试验、风洞试验、实车试验和理论分析等方法,研究列车流线型头部长度、宽度、高度及耦合外形对列车交会压力波、空气阻力和升力的影响,得到一系列理论关系式。研究结果表明:①增加列车流线型头部长度,可以有效地改善列车空气动力性能,列车交会压力波随流线型头部长度增加而呈对数减小,头车阻力、升力绝对值均随流线型头部长度的增加呈线性减小,尾车阻力与流线型头部长度呈二次幂减小;②流线型头部纵向对称面最大控制型线从外凸到内凹,列车空气阻力、空气升力和交会压力波基本不变,减小鼻尖部位过渡曲线的曲率半径可以有效降低列车交会压力波;③流线型头部俯视最大控制型线为方形时产生的交会压力波最小,尖梭形的头车空气阻力和升力绝对值较小;④减小列车空气阻力和降低列车交会压力波,既矛盾又统一,列车气动头部外形设计需要综合考虑各种因素。     

复杂空间自由曲面设计软件研制

针对高速列车外形设计，讨论了所开发的专和复杂空间自由曲面设计软件的原理，功能、作用，用此软件已成功地解决了高速列车外形设计的难题。     

高速列车外形及发展趋势

分析高速列车外形对其空气动力学现象的影响，介绍当前世界各国高速列车外形的发展趋势。指出必须寻求最佳列车外形以降低列车的空气阻力和能耗，提高列车运行速度，提高列车运行的安全性和舒适度。     

列车交会压力波的影响因素分析

根据数值模拟计算、实车和风洞试验结果，研究了列车交会压力波与相结速度、绝对速度、速度比、线间距、列车外形（断面形状、流线型头部长细比、头部纵剖面最大轮廓线和俯视图最大轮廓线）以及列车编组方式等之间的关系。研究结果已在我国流线型车体设计上正式采用，并为合理确定线间距提供了科学依据。     

高速列车交会空气压力波的研究

对高速列车交会空气压力波的研究方法作了较为全面的分析与介绍，并对我国首次设计的高速列车外形进行了列车交会空气压力波风洞模拟试验，所得结果与德国研制ＩＣＥ时所作同类试验基本一致。     

高速列车头部流线型外形及结构工艺设计

通过对高速列车流线型头部钢结构的设计过程进行分析，指出高速列车采用流线型结构的必要性，介绍了流线型外形钢结构设计的过程，以及如何利用国内现有设备进行钢结构的工艺设计。     

列车气动性能评估参数研究

列车外形对列车气动性能起决定性作用。以往常采用长度法定义的长细比(长度长细比)来评估不同头部外形气动性能,这种方法在车身横截面积相同的情况下,致使长度相同外形不同的流线型车头具有相同的长细比而无法进行比较。针对这一情况,对不同外形系列的流线型列车开展了风洞实验研究,在此基础上提出了一组新的列车气动性能评估参数-整体长细比和宽细比。整体长细比考虑了车头流线型部分水平面投影形状(水平长细比)和纵向对称面投影形状(纵向长细比)对空气阻力的影响,宽细比则综合了长度长细比和车头流线型部分水平面投影形状对列车交会压力波的影响。研究结果表明该组评估参数能较好地反映出端车流线型外形对列车气动阻力和交会空气压力波幅值的影响。     

高速列车头型拓扑结构对气动力的作用规律研究

为了得到高速列车头型关键设计部位的拓扑结构对列车气动性能的作用规律,减少头型概念设计时的盲目性,本文以数值模拟和正交试验设计为分析工具,研究高速列车头型的长度、纵剖面型线、水平剖面型线、排障器外形、司机室玻璃形状和车体横截面形状对列车气动阻力和尾车气动升力的影响。将头型的6个设计部位均划分为5种不同的拓扑类型,研究各设计部位拓扑结构的变化对列车气动性能的影响,选取3个影响度最大的设计部位,通过有交互作用的正交表分析不同部位拓扑结构的耦合作用对列车气动性能的影响。得到列车头型各主要设计部位的拓扑结构对列车气动性能的作用规律,给出针对不同气动指标进行头型设计时的合理拓扑结构。     

KP—2A型客车车电综合检测仪的设计

新乡车辆段在对客车电机检修线的改造中，组织开发了：KP－2A型客车车电综合检测仪”（以下简称KP－2A型检测仪），该检测仪应用计算机检测和控制技术，实现了对KP－2A型车电机具的自动检测，自动测量发电机部件之间的绝缘值，绕组阻值，电路板功能及各主要元器件电气性能能判断，汇检修，检修数据管理于一体，提高了检修效率与质量。     

居住区给排水管道设计

居住区的给排水管道设计与建筑内给排水、城市给排水均不同,从设计上分析具有单栋建筑到城镇过渡阶段的特征,是城市给排水和建筑给排水联系的桥梁,有其独特之处,故称为城市与建筑的交界处。着重介绍了一般小区室外给排水设计中的综合管线设计,以及室外给排水管材选用、流量计算等内容。     

现代有轨电车交通工程设计要点

现代有轨电车是一种新型快速公交系统,越来越多的城市已经建成或规划建设有轨电车系统.交通工程设计对保障行人、社会车辆与有轨电车协调有序和安全运行至关重要.目前,缺乏对有轨电车沿线交通工程设计的统一标准,既有的有轨电车线路沿线交通工程设计情况也参差不齐.因此,有必要将有轨电车纳入传统道路交通三要素中,明确有轨电车交通工程设计的目标和主要设计原则,并提出交通工程设计的主要设计内容、总体设计流程,以及交通组织设计、交通设施设计的关键设计要点,为未来有轨电车交通工程设计提供有益参考.     

基于GNSS的铁路勘测设计数字化采集系统设计

本文结合铁路勘测设计实际需求,提出基于GN S S的铁路勘测设计数字化采集系统,包括中线测量、断面测量、水文测量、单点测量、既有线测量等.并从系统框架设计、功能设计等方面进行了详细阐述.系统利用移动设备、北斗导航、移动计算、CORS系统、GNSS RTK等技术资源,实现CAD地形图实时导航引导外业测量工作,满足铁路勘测...     

在胶新线勘测设计中更新设计理念提高设计内涵的几点体会

介绍在胶新铁路勘测设计中树立全新设计理念,全面提升设计内涵的几点体会:方案研究中注重社会效益,系统设计因地制宜,合理确定主要技术标准,注重生态环境,营造绿色长廊,合理确定工程规模,严格控制工程投资等。胶新线“以人为本”的设计思路和前瞻性、创新性,对其他新线的建设有重要的参考作用。     

轨道交通BIM协同设计平台的设计与实现

协同设计是BIM正向设计的显著特点,是解决轨道交通设计工作中设计专业广、设计人员多、设计资料杂等问题的重要手段。为有效支持众多设计人员的协同工作并管理这些设计模型及资料,需开发面向轨道交通项目的BIM协同设计平台。该平台结合工作流思想,基于B/S风格实现了项目管理、自定义流程管理、自定义多级审核管理、文档管理、用户管理、角色管理等功能。平台对现有的用户角色权限管理和工作流设计模式进行了改进,具有较高的通用性与可扩展性,用户可以根据自身轨道交通项目需求,动态制定项目设计流程,将贯穿于项目设计周期内的信息进行集中及有效管理,有效提升设计院的信息化管理水平。     

地铁车辆段工艺设备辅助设计软件开发

为实现地铁车辆段工艺设备标准化设计,提高设计质量和效率,通过研究工艺设备配置要求和设计要素,在My SQL数据库系统中建立地铁车辆段工艺设备数据库,利用Visual C#开发交互界面。软件内置地铁车辆段关键设备的三维模型,并按车辆段类型设定车间和设备配置模板,创建车辆段设计项目时可自动完成车间和工艺设备的配置,具有项目管理、三维模型导出、动画演示以及设备信息的查看与编辑等功能。该软件可应用于地铁车辆段工艺设备设计项目。     

铁路站场平面辅助设计系统的设计与开发

针对现有的铁路站场平面辅助设计系统存在的道岔与线路、道岔与道岔间配列操作复杂等问题以及相关计算、统计和输出等需要,使用Visual Studio 2008(C++)、Object ARX 2010和Access 2010组合,开发铁路站场平面辅助设计系统。系统充分利用AutoCAD现有的命令和交互方式,实现了线路、各类道岔自动配列连接,警冲标、信号机的自动插入,设备坐标、线路有效长的计算、统计、输出,图幅、标题栏的自动生成,主要实体属性右键菜单更改等功能。介绍系统的功能模块组织,分析铁路站场平面基本设备图元以及实体抽象,详细阐述系统关键功能的设计。系统已经在《铁路站场及枢纽》课程的车站设计综合实验中得以应用。     

勘察设计企业合同管理系统的设计与应用

针对当前合同管理中存在的合同审阅流程不规范、相关部门之间合同流转时间长、合同数据不易管理等问题,设计一套合同管理系统,主要包括项目承揽信息录入、合同盖章审批、收款录入、委外合同审批、付款录入、查询与统计等功能,可在网上实现电子审批流程,加快处理效率和数据准确性,提高合同管理水平。     

磁浮交通车辆基地的设计

结合上海磁浮运营线车辆基地的情况,介绍车辆基地的总平面、线路、主要设施等方面的设计。