键图法在铁道车辆垂向振动研究中的应用

本文应用健图法研究铁道车辆的垂向振动问题。建立了客车六自由度振动系统的健图模型;给出了模拟轨道周期性不平顺与单一脉冲型不平顺的健图模型,并以X玩2型行李车(装用209型转向架)为例,进行了动态响应模拟。结果表明:键图模拟车辆垂向动态响应,简便、直观、快捷。文中还进一步探讨了健图法用于车辆悬挂参数优化的可行性,发现健图法的特长对此可以得到更充分地发挥。      

同时确定内燃机活塞温度场与边界换热系数的自适应迭代法

本文根据实测温度数据确定内燃机活塞温度场同时决定边界换热系数,建议了自适应迭代方法。文中详细分析了换热系数的自适应迭代规律,据此编制了自适应迭代程序,其中温度场的数值算法可根据计算装备的实际拥有情况具体选用有限元或者边界元。自适应迭代法不依赖于任何经验公式,计算工作量小,且计算时间比传统的经验试凑法大为减少。      

基于铁路货车动力学响应的轨面三角坑识别方法北大核心

针对铁路三角坑危害性大、检测效率低等问题,提出一种基于运营铁路货车二系动态位移的轨面三角坑识别方法。首先借助车辆动力学模型分析了二系动态位移与三角坑的映射关系;再借助集合经验模态分解(EEMD)将车辆左右两侧二系动态位移求差后的信号分解为一系列本征模态函数(IMF);然后基于峭度加权法将多个IMF分量进行信号融合,提取出有效信号成分,增强了由三角坑引发的信号波动特征;最后利用改进的能量比(MER)法实现轨面三角坑的精准定位。结果表明,本文所提出的检测方法实现了轨面三角坑的识别,可满足0.1 m范围内的高精度定位,为基于运营车辆的三角坑智能检测与预警方法研究提供了基础。     

机车车辆通过缓和曲线时悬挂系统及轮重的动态特性

在分析机车车辆通过曲线轨道时悬挂点相对位移的基础上,研究悬挂系统的承载特性和轮重的增减载性能。结果表明:机车车辆以欠超高状态进入缓和曲线时会造成前构架二系悬挂外侧垂向力增载,驶出缓和曲线时则会有一定程度的减载,而后构架二系悬挂垂向力的增减载特性与前构架相反;欠超高状态也会对一系悬挂产生影响,尤其对一、四位轮对处一系悬挂垂向力的影响显著;导致机车车辆进出缓和曲线时表现出不同承载特性的主要原因来自于车体质心和构架质心处的超高角之差;采取降低二系悬挂垂向刚度、减小车体和构架质心处的超高角差等措施,可以改善机车车辆通过缓和曲线时悬挂系统的动态承载特性。     

板式轨道交通引起的地面振动模型

为了研究板式轨道交通引起的地面振动,建立了单个载荷作用下板式轨道引起的地面振动计算模型。在模型中,考虑了板式轨道的结构特性,大地按多层各向同性无限大弹性体建模,其底层为弹性半空间体。对模型的动力学微分方程先在波数-频率域内进行求解,然后利用傅立叶逆变换得到地面振动的垂向位移幅值计算表达式。算例表明,该模型能反映出层状大地中波的频散特性,荷载移动速度对地面振动有显著影响,荷载速度增大,振动响应及影响范围随之增大,当其超过瑞利波波速时,将会出现多普勒效应,这说明该模型能模拟地质沉积作用下的层状大地特性。     

线路不平顺波长对提速列车横向舒适性影响

为提高列车在提速区段的乘坐舒适性,借助于现场试验测试数据,运用车辆-轨道耦合动力学理论,通过轨道随机不平顺功率谱变换得到不同波长的不平顺,研究了线路不平顺波长对列车运行平稳性及乘坐舒适性的影响及规律。分析结果表明:提速机车以150km.h-1速度在直线轨道上运行时,如果线路不平顺波长为1～20m,则车体振动主频主要集中在2.20～4.00Hz,避开了人体正常敏感频率,平稳性指标属优级;如果线路不平顺波长为20～30m,则车体振动主频降低至1.50Hz左右,正好处于人体敏感频率范围,乘坐舒适性大大降低,平稳性指标值增加了20%多;更长的波长(大于30m)对机车运行平稳性影响较小,指标与1～20m波长的相应值处于相同等级。可见,对于既有提速线路,必须严格控制不平顺的20～30m波长,虽然该波段的不平顺幅值很小,但对列车在提速区段车体横向振动影响甚大。     

秦沈客运专线轨道谱与德国轨道谱的比较

从轨道谱的功率谱密度、时间样本幅值及对动力学性能影响的角度,对比了秦沈线轨道谱和德国轨道谱.秦沈线无碴轨道谱密度介于德国高干扰谱和低干扰谱之间,其中高低谱与德国高干扰谱接近,在30~45 m波长范围内方向谱优于德国低干扰谱.秦沈线有碴谱和德国高干扰谱互有优劣,方向和高低谱的分界波长分别是20 m和30 m.从时间样本来看,秦沈线无碴谱方向不平顺与德国低干扰谱非常接近,明显小于高干扰谱;有碴谱方向不平顺度略小于德国高干扰谱,但明显大于低干扰谱;无碴谱和有碴谱的高低不平顺均介于德国低干扰和高干扰之间.引起轮重减载的可能性大小依次是秦沈线有碴谱、德国高干扰谱、秦沈线无碴谱和德国低干扰谱.导致车体振动大小依次是德国高干扰谱、秦沈线有碴谱、秦沈线无碴谱和德国低干扰谱.     

铁路行车安全性及舒适性仿真

为了研究最高速度为200 km.h-1客货共线铁路的行车安全性及舒适性,从动态角度出发,基于大系统动力学思想,仿真计算了高低速客货列车以不同速度通过全线时的动力学性能各项指标,根据现行铁道机车车辆动力学性能评定规范对其进行评估。仿真结果表明:在设定的平纵断面及运行条件下,所有列车的行车安全性与乘坐舒适性指标均满足要求,并具有较多的富余量,尤其是平稳性指标属优良等级。     

机车车辆横向动力学性能仿真——车辆-轨道耦合模型与传统车辆模型的比较

运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆－轨道耦合动力学仿真软件TTISIM，对传统车辆动力学和车辆－轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析。结果表明：车辆无论是在直线上运行 是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大；仿真计算车辆蛇行失稳临界速度时，采用前一模型俐到的结果较后者偏高；而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差别甚小。