高速磁浮轨道导向不平顺检测系统的研究

高速磁浮列车是利用电磁力实现车辆与轨道无接触高速运行的一种新型交通工具,车辆的导向和制动性能受到轨道导向不平顺的影响。为了保证高速磁浮车辆运行的安全性、稳定性和舒适性,设计一种结构简化、低成本和搭载式的磁浮轨道导向不平顺检测系统。该系统基于惯性基准法原理实现检测,由加速度计、测距传感器、数据记录仪和里程检测模块组成,并未使用陀螺仪和倾角仪测量载体的姿态角变化。分析了车辆姿态变化对导向不平顺检测误差的影响,因未修正姿态导致的检测误差绝对值在直线段轨道达到0.4 mm,而在曲线段轨道超过了3 mm。为了降低缺乏姿态观测所致误差,提出一种设计线型辅助的策略用以部分替代倾角仪功能,即以列车所在位置轨道的横坡角和纵坡角分别近似替代载体的侧滚角和俯仰角低频分量,并用于补偿加速度积分中的重力和离心力分量,仿真表明该方法可将曲线段轨道的检测误差降低至0.6 mm。此外,结合磁浮轨道刚度大、变形小以及分段铺设的特点,利用分段直线拟合方法对不平顺检测结果进行平滑处理,从而进一步降低缺乏姿态观测的影响,保证系统具有足够的检测精度。通过小车检测试验,结果表明所设计系统及数据处理方法可实现±0.5 mm之内的检...     

基于耦合振动的高速磁浮轨道梁横向刚度研究

为开发600 km/h高速磁浮新型轨道梁结构,须研究轨道梁横向刚度对磁浮系统横向耦合振动的影响.基于多刚体动力学、比例-微分(PD)控制算法、模态叠加法,开发了列车-控制器-轨道梁横向耦合振动数值仿真程序,考虑轨道不平顺和风致横向荷载的作用,分别对12种轨道梁刚度的系统耦合振动进行了数值模拟.结果表明,当刚度比大于0....     

低速磁浮轨道梁的温度效应分析

建立低速磁浮轨道梁有限元模型,通过稳态热传导分析,获得上下表面温差和左右侧面温差荷载作用下轨道梁的温度场,运用热-结构耦合分析方法,计算了不同温差荷载作用下磁浮轨道梁的温度变形。计算结果表明,磁浮轨道梁的温度沿温差荷载作用方向近似线性分布,温度梯度随温差值增加而增大;在本文计算条件下,环境温度对轨道梁的温度变形影响较小,当温差荷载大于20℃时,温度引起的磁浮轨道梁竖向或横向挠度超过高速磁浮交通相关规定限值,故实际工程应用中有必要对低速磁浮轨道梁的温度效应进行校核分析。     

温差作用下磁浮轨道梁变形分析及比较

以磁浮上海线为背景,应用有限元程序ANSYS对温度作用下的三种不同截面的磁浮轨道梁进行稳态分析,在不同的环境温度下施加温差荷载,得到温度场分布曲线和轨道梁的最大位移,并将计算结果与现有规定比较,结果显示现有规定过于严格.     

磁浮线路轨道梁技术方案和特点

高速磁浮交通系统的线路轨道梁型式,是线路在穿越各种工况下的工程技术方案,以解决沿线不同路段线路轨道梁布置的技术难点.介绍了磁浮线路的主要轨道结构型式、误差指标和新型轨道梁梁型.在确保线路安全性和乘坐舒适性的条件下,研发的新型轨道梁梁型可以满足系统功能的特定要求.     

桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺分析

为了揭示桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺问题,建立4跨磁浮轨道-桥梁结构有限元模型,计算分析单墩沉降、梁体竖向转角和梁体竖向错台引起的中低速磁浮轨道F轨竖向变形.结果表明,当单墩沉降量达到15 mm时,F轨轨面10 m弦矢高为2.95 mm,接近其容许限值3 mm,说明现有规范规定的相邻墩台沉降差限值5 mm过于...     

磁浮轨道梁不平顺对悬浮状态的影响分析

通过建立单磁铁-悬浮系统-轨道梁相互作用模型,阐述轨道梁特性要求,从轨道梁长短波不平顺、轨道梁刚度以及车辆运行速度角度出发,研究单磁铁悬浮状态的变化。结果表明:单磁铁悬浮间隙变化量随着车速的提高而增大,短波不平顺对车辆的影响要比长波不平顺影响剧烈,短波不平顺对单磁铁悬浮间隙和振动加速度均有较大影响;轨道梁刚度对轨道梁挠度变化最为明显,而对悬浮间隙、单磁铁振动加速度影响很小。     

混凝土单箱双室磁浮轨道梁的日照温度场分布研究

日照作用下混凝土单箱双室磁浮轨道梁的温度场分布不均匀,易引起变形、开裂,影响轨道平顺性及行车安全性。基于传热学原理,结合上海夏季辐射和气温等气象资料,针对日照作用下混凝土双室箱梁的温度场分布展开有限元模拟分析,研究了不同时刻时轨道梁截面的温度分布规律,得到了箱梁在不同时刻的温度云图;提取最大竖向温差时刻腹板和最大横向温差时刻底板中线的温度值,拟合后得到横向与竖向的温度梯度曲线,与规范温度梯度对比后发现:竖向温度梯度峰值比规范值大,变化更加剧烈,且在底板附近存在反向温差,横向温度梯度峰值比规范值小,变化也更加剧烈且同样存在反向温差,双室箱梁的温度梯度模式与规范不一致。     

高速常导磁浮交通轨道结构的主要技术特征

在研究德国运捷（Transrapid）高速磁浮交通技术资料的基础上,介绍磁浮轨道梁、功能件、道岔、供电轨和下部结构等重要部件的主要技术特征,可为完善高速磁浮线路的轨道设计标准提供依据。     

长沙中低速磁浮工程的道岔设计与调试

道岔是实现中低速磁浮列车换线的关键设备。以上海临港中低速磁浮试验线道岔为原型,结合长沙中低速磁浮项目的特殊需要,设计团队完成了道岔的施工图设计工作,并全过程配合制造、安装和系统调试。介绍了长沙中低速磁浮项目中道岔的工程实践,包括道岔的结构、驱动走行、锁定和电气控制系统的设计、验证和调试,并对未来新建中低速磁浮项目道岔提出进一步优化的设想。     

基于V型轨道磁悬浮列车的控制方法设计研究

基于V型轨道的磁悬浮系统,利用一套磁体可同时实现悬浮、导向及牵引功能,其关键是控制算法的设计和调试。以一套基于V型轨道的磁悬浮试验装置作为实验平台,根据其悬浮、导向和滚动3个自由度之间的关系,合理选择控制量,设计控制算法,采用仿真和试验2种方法验证了控制算法的有效性。试验结果表明,基于V型轨道的试验装置的悬浮、导向和滚动运动可以实现稳定悬浮。     

磁浮功能件长效防腐体系的实践与探索

磁浮功能件是高速磁浮交通系统中轨道梁的主要组成部分,也是磁浮列车实现电磁力传递、支撑、导向和牵引功能的关键部件之一.如何使其达到设计使用寿命40年(按金属热喷涂工艺规定的使用寿命)和免维护的长效防腐要求,最大限度地减少对列车正常运营的影响,一直是高速磁浮交通建设中深受关注的内容之一.以上海磁浮示范运营线为例,介绍了电孤喷涂金属复合涂层防腐体系及其功能件涂装与特点,并对功能件防腐体系的设计及实施效果进行了分析.一个完整的长效防腐体系主要根据需保护构筑物的腐蚀环境、建设使用工况及重要程度而进行设计.对类似结构件的长效防腐体系设计与实施的主体进行了调查研究.     

磁悬浮车辆系统动力学研究

磁浮列车技术经过30余年的研究与发展,目前已经出现了以德国TR08、日本MLX01和HSST-100为代表的具备商业运营水平的磁浮交通系统.我国的中低速磁浮列车技术研究经过近20年的发展,已经在悬浮和导向等关键技术上取得重大突破,开始进入试验线建设与试运行阶段.地面交通车辆的动力学问题直接影响其技术经济性及应用前景,因此,及时开展磁浮车辆系统动力学研究具有重要的理论意义和工程应用价值.     

高速磁浮轨道"以直拟曲"技术的进一步分析

在上海磁浮示范运营线轨道"以直拟曲"的基础上,分析了轨道功能件和定子铁心"以直拟曲"及导向面"以曲拟曲"的方法和适用范围.高速磁浮轨道采用不同长度的功能件或轨道板"以直拟曲"和部分"以曲拟曲"是可行的;在合理选择"以直拟曲"带来的设计误差的情况下,能在保证轨道精度的前提下采用通用的功能件铺设轨道.为将来设计不同长度的轨道功能件及板式轨道提供了数据支持.     

中低速磁浮交通圆曲线参数影响因素分析

在分析中低速磁浮交通车线关系基础上,研究车辆通过圆曲线时悬浮力变化情况,分析转向架结构和圆曲线的几何匹配关系,计算车辆部件偏移量、悬浮力变化量、弹簧变形量等,给出最小圆曲线半径的合理取值,说明满足车辆与线路之间的匹配关系是线路设计的基本要求。实践表明,研究结论为中低速磁浮交通线路设计参数选取提供理论依据。     

单悬浮架多控制器耦合磁悬浮系统动态特性研究

介绍交互使用有限元分析软件和控制系统仿真软件实现弹性体与多控制器耦合结构的磁悬浮系统仿真方法。利用该方法研究弹性悬浮架的机械解耦作用。在控制系统仿真软件中建立磁悬浮系统刚性部件的动力特性模型以及悬浮控制器反馈模型,同时使用有限元技术建立弹性悬浮架模型,通过二次开发语言编程实现弹性悬浮架动力响应的有限元分析全过程,用C 语言编程实现仿真程序调用有限元分析程序的接口,从而实现整个悬浮系统的仿真。仿真过程证明,弹性悬浮架能够消除或减弱悬浮控制器之间的耦合作用。