中速磁浮列车复合材料车体设计验证

中速磁浮列车采用PMI夹层复合材料轻量化车体,文章介绍了车体的结构和材料性能特点,通过计算机仿真分析了车体结构强度、疲劳、模态和屈曲性能,并依据复合材料试验标准进行了材料性能检测.结果 表明,该轻量化车体的结构强度、疲劳性能和稳定性均满足设计要求.     

高速磁浮列车线缆雷电间接效应的耦合特性研究

磁浮列车与传统轮轨列车相比,磁浮列车由于没有接触网的防护,容易受到直接雷击,雷电流通过车体时产生强烈的瞬态电磁辐射,导致车内线缆上产生感应电压、感应电流.利用CST微波工作室分析在雷电流作用下,高速磁浮车的线缆类型、线缆屏蔽层接地方式、线缆位置,以及多路径击穿条件下对线缆感应电压和感应电流耦合特性的影响,此外,为了验证...     

中速磁浮列车轻量化车体夹层复合材料研究

文章针对某中速磁浮列车车体轻量化需求,研究了一种PET泡沫/铝合金夹层复合材料,基于材料参数、结构参数与夹层复合材料性能的关系,进行了材料选型、结构设计和胶黏剂选择。性能测试结果证明,该夹层复合材料综合性能均符合中速磁浮列车车体复合材料的技术要求。     

雷击接触网高速列车车体过电压分析

我国高速铁路大都架设在空旷的野外和高架桥上,没有避雷线的防护,并且高速铁路线路分布地域广,接触网遭受雷击的概率较大。接触网段遭受雷击时将会引起列车车体过电压,危害车内信号监测与控制设备的安全。基于某型动车组的车体接地方式,阐述了雷击接触网时车体过电压产生的机理及入侵途径:一是雷电流通过避雷器注入车体时引起车体电势瞬时抬升,二是接触网中的雷电流在车体-钢轨回路中产生感应电势。通过理论分析和软件仿真,得出在典型雷电波击中接触网时,车体瞬时电势幅值,并提出了降低车体过电压的措施。     

轻型观光旅游磁浮列车总体设计研究

文章通过分析对比大、中运量磁浮列车和轻型观光旅游磁浮列车的应用场景、服务人群特点，以功能、安全、环境、经济等要素为出发点，定义轻型观光旅游磁浮列车的顶层设计指标，开展车辆总体和主要系统方案设计研究。基于列车牵引、悬浮能力需求，对走行机构进行总体架构设计，确定单节车配置双悬浮架方案，减小了列车的簧下质量和设备维护难度，同时增大了车底设备布置空间；响应“双碳”目标提出车载蓄电池为轻型观光旅游磁浮列车供电方案，取消供电轨受流，降低了线路建设成本；利用理论和仿真等方法对列车各子系统的设计方案进行了验证，证明了列车总体设计的可行性。该轻型观光旅游磁浮列车方案具有较好的创新性、经济性、可行性和实用性，可为各型磁浮列车的设计提供思路和方法。     

高速铁路信号系统的雷电暂态模型研究

信号系统是高速铁路的控制中枢,也是容易遭受雷击的薄弱环节,为了实现信号系统防雷故障的定量分析,需要建立信号系统的雷击仿真模型。通过测试获得系统中设备的散射参数、进行导纳参数转换,采用矢量匹配法获得导纳函数的极点分布。利用电路综合理论建立系统的差模和共模雷电暂态仿真模型,并通过实验室暂态响应试验验证模型的有效性,仿真结果与试验结果误差在5%以内。基于该模型建立包括接触网在内的整个信号系统雷电暂态模型,分析雷击接触网时各信号设备的雷击过电压,并结合设备的绝缘耐受水平分析信号系统中雷电防护的薄弱环节,所获结果可以用于指导高铁信号系统的防雷设计和故障分析。     

雷击接触网高速动车组的车体过电压分析及抑制措施

我国高速铁路采用大跨度高架桥结构,接触网离地面较高,容易遭受雷击进而引发动车组故障,给列车安全运行带来隐患,因此有必要探究雷击接触网时高速动车组车体过电压及其抑制措施。本文基于接触网电气模型和高速动车组电路结构,利用Pspice建立雷击接触网时车体过电压仿真模型,定量分析车体接地电阻参数对过电压的影响,提出抑制过电压的措施。仿真结果表明:雷击接触网时,受电弓所在的车体过电压幅值可达43.45kV,距离受电弓越远车体过电压越低;接地电阻器的分布电感对各车体过电压影响较大,且与车体所在位置有关,对距离受电弓越近的车体,影响越大。将2~5车的接地方式改为直接接地方式或电阻器并联电容的方式均能有效抑制车体过电压,且当并联的电容值大于10μF时,二者对过电压幅值的抑制程度基本一致,并在电阻器并联电容的基础上,通过减少接地电缆长度能够进一步降低车体过电压,将各车体过电压抑制在2kV以内。本文研究结果为车体过电压的进一步分析提供了理论依据。     

高速空调列车内气流组织的大涡模拟

高速空调列车车厢内气流的温度场和速度场研究是空调列车内气流组织设计的重要基础,也是空调车内舒适环境评价的依据.考虑到高速列车车厢内复杂的几何结构、数值模拟的边界条件以及空气流场的湍流特性,本文采用湍流大涡模拟方法对高速列车车厢内空气流动与热质传递过程建立了数学模型,采用有限容积法进行区域离散,应用均匀六面体网格划分车厢,并在同位网格的基础上采用SIMPLEX算法,考虑车内座椅、行李架等障碍物以及车体各壁面辐射、车窗热流、乘客散热和高速列车运行特性等因素的影响,对高速列车车厢内空气流场和温度场进行数值模拟.其结果对高速列车的空调效果及车内舒适环境的优化提供了依据.     

列车车厢视频监控系统

为了加强列车上治安监控能力,针对列车车体灵活、多变并可任意拼接的特点,设计了一套列车车厢视频监控系统方案。将整个车厢通过电力线组成一个局域网,通过无线网络将列车监控数据传送给车站,再通过路网传送给调度监控中心,实现列车车厢内部视频监控管理,保障铁路运输的安全。     

高速磁浮单线隧道车体压力载荷特征

高速磁浮列车通过隧道过程中将引起剧烈的压力波动,造成司乘人员耳感舒适性、车体及其零部件、隧道衬砌及辅助设施的气动疲劳寿命问题,有必要对磁浮列车高速通过隧道时压力波效应进行研究。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法对单列车通过隧道时车体压力载荷进行数值模拟研究,初步揭示隧道长度、列车速度、阻塞比对车外压力波的影响规律;得出时速500~600 km/h速度下基于最大正负值和最大压力峰峰值的最不利隧道长度;论证了列车通过隧道产生的压力波幅值与列车速度平方成正比的适用范围,总结了压力最值与速度的拟合关系式。本文研究方法和结果可为车体设计选用气动载荷提供参考依据。     

铰接型车辆车体挠度研究

基于传统列车编组与铰接型列车编组的特点,介绍了车体在整备、载客情况下的变形趋势,给出了铰接型车辆挠度值的确定及验证步骤,以实例形式展示了某铰接型车辆车体挠度值的设计、制造、试验及数据采集、数据分析等过程,通过对比,证明对于车辆定距为8 m的铰接型车辆,单节车体制造时预制5~7 mm挠度,是可行合理的。     

基于Kano模型的车厢服务配置效用评价

[目的]调查并分析车厢服务需求,优化车厢服务设施配置,提升乘客在乘车过程中的综合体验。[方法]通过研究乘客对车厢服务配置需求,构建典型的乘客服务需求空间。以Kano模型为核心建立需求评价模型,结合满意度计算方法,将感性认知进行量化,分析乘客对车厢服务配置需求的效用水平。[结果及结论]基于Kano模型并结合Better-Worse系数分析,总结出了6个魅力属性、4个期望属性、2个无差异属性和7个必备属性的乘客车厢服务配置需求清单。通过此方法清晰地展示了各种需求的重要程度,提出了在长线路列车车厢中配置充电设施、在客流量较多线路列车车厢中配置可折叠式座椅、在机场线路列车车厢中配置置物架等设计策略。     

铁路客车的车内热响应的数值研究

为了减少铁路客车在载客前的空调预冷(热)时间,有必要对车厢内的热响应特性进行研究。针对铁路客车的车体围护结构特点,建立了车内热平衡方程与围护结构导热微分方程的耦合数学模型,用该数学模型对高速铁路客车与普通铁路客车的车厢热响应进行模拟。研究结果表明:数值模拟结果与实验结果基本吻合,表明用该数学模型来模拟铁路客车车厢内热响应是可行的;用数值模拟来部分代替试验,可以降低列车设计费用,从而选出一种较好的车厢隔热材料。     

磁浮列车永磁电磁混合悬浮导向系统特性分析

针对中速磁浮列车悬浮系统节能降耗的需求,提出了一种永磁电磁混合悬浮导向系统。根据永磁电磁混合悬浮导向系统的工作原理,确定了其结构组成,完成了悬浮力特性、自导向特性分析,以及气隙控制方式和防吸死控制策略研究;在建立系统数学模型和仿真模型的基础上,对系统方案进行仿真验证,并对混合悬浮电磁铁的悬浮损耗、温升、悬浮控制器性能、悬浮系统在平直道和曲线段的悬浮导向能力和承载力等进行测试。试验结果表明,永磁电磁混合悬浮导向系统具有承载能力强、悬浮电流小,发热量少等优点,系统的自适应能力满足中速磁浮列车运行的要求,可为中速磁浮列车的推广应用奠定基础。     

中低速磁浮列车走行部迫导向机构转向特性研究

现有中低速磁浮列车均采用五悬浮架布置形式,在车体与悬浮架之间设置了磁浮车辆特有的迫导向机构。针对现有迫导向机构转向性能不足导致列车无法顺利通过曲线的问题,开展迫导向机构转向特性研究,通过运动学分析计算和受力分析确定迫导向机构的关键尺寸参数,仿真分析对参数进行优化,经试验验证,车辆转向特性良好。     

基于有限元的城市轨道交通列车钩缓装置压溃吸能仿真分析

压溃式半永久钩缓装置是城市轨道交通列车中间车厢耐撞性吸能的主要部件。在分析压溃式半永久钩缓装置结构与功能的基础上,建立了压溃式钩缓部件的有限元模型。基于EN 15227—2008《车体防撞性要求》的城市轨道交通列车中间车厢耐撞性评估场景,分析了压溃式半永久钩缓装置在12.5 km/h速度撞击工况下的动态响应。数值仿真结果表明:具备压溃吸能结构的半永久钩缓装置能有效吸收撞击动能。该装置通过减小撞击力峰值,起到了保护中间车厢车体结构、避免人员伤亡的作用。     

轨道电路设备雷电冲击传递特性试验研究

为得到轨道电路设备在不同温度、湿度环境下的雷电冲击传递特性规律,搭建不同温度、湿度环境条件下开展雷电冲击响应特性测试的试验平台,开展轨道电路关键设备在不同温度、湿度环境下的共模、差模雷电响应特性试验。研究试验获得在不同温度/湿度情况下的雷电冲击传递特性规律,为优化轨道电路设备雷电防护设计提供参考。试验结果表明：随着环境温度升高,设备共模和差模雷电冲击响应峰值均呈现上升趋势;随着环境湿度升高,设备差模雷电冲击响应峰值呈现下降趋势,设备共模雷电冲击过电压基本不受环境湿度影响。     

中低速磁浮列车U形电磁铁的电磁力特性分析

由于中低速磁浮列车车体携带较重的初级线圈,影响了列车载客能力和牵引动力,为了提高中低速磁浮车的运载能力,必须提高U形磁铁的悬浮和导向能力。以国内已经开通运营的2条中低速磁浮试验线中U形电磁铁基本结构参数为例,建立U形电磁铁的3D有限元仿真,根据电磁力仿真结果,分析得到影响电磁力特性的主要结构参数为铁芯长度、磁极宽度、线圈厚度和励磁电流等,根据仿真计算结果,总结上述参数对电磁力特性的基本规律。根据主要结构参数的作用规律,更新了原来参数设计值,仿真结果验证了上述规律的正确性和新参数值的合理性。     

考虑轨道台阶干扰的磁悬浮系统动态特性分析

针对1.5千米中低速磁浮试验线上轨道台阶引发列车激烈振动的现象,建立磁浮列车单模块的两点悬浮控制模型,运用状态反馈控制算法,对磁浮列车以不同速度经过不同轨道台阶时的轨道状态、悬浮状态和悬浮特性进行比较分析,仿真结果与试验现象吻合,从而验证了该模型的准确性。     

地铁车辆车体侧摆试验及参数灵敏度分析

通过车辆动力学仿真来计算车辆动态限界的方法在我国已被广泛应用。动力学模型是影响车体动态限界计算精度的关键因素,可以通过车体倾摆试验来验证动力学模型。以某地铁列车的拖车和动车为研究对象,建立了车辆非线性动力学仿真模型,开展了车体侧摆试验。通过仿真和试验的相对误差分析,验证了仿真模型的准确性;设计了关键悬挂参数的正交试验,分析了关键悬挂参数对车体侧摆角度灵敏度的影响,以及关键悬挂件非线性对误差的影响。