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。     

用圆柱铣刀加工高速机车流线型曲面的三阶切触原理

把微分几何中曲线与曲面之间的“切触”概念应用于高速机车流线型复杂曲面的数控加工，提出用圆柱铣刀或圆锥盘铣刀的外圆在五坐标联动中加工三维自由曲面的最佳切触条件。     

NURBS 技术在列车头部外型设计中的应用

简述非均匀有理Ｂ样条曲线、曲面在列车头部外型设计中的应用方法，并用一张曲面统一表达了包含解析面和自由曲面的复杂列车头部外型，具有整体的Ｃ２连续性，给内包络面的求解和板染的数控加工以及有限元建模带来极大方便。     

270km/h高速动力车流线型活动侧窗研究

对270km/h高速动力车司机室流线型活动侧窗进行了研究。侧窗采用三维建模,轮廓线/面用NURBS曲线/曲面描述,提出了可行的机构设计方案,并进行了干涉检验。此种新型侧窗可减小高速动力车外形设计难度,提高空气动力学性能,增强司机室结构强度。     

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。     

“中华之星”号高速列车司机室内饰设计

为了与全流线型车体外形风格保持一致,“中华之星”号高速列车司机室内饰采用三维自由曲面板材。文章介绍了司机室内饰曲面的造型,零部件的分割,材料的选择,结构设计和数据输出等。     

既有线改建CAD系统纵断面开发与研究

首先阐述了既有轨面坡重构中利用差商法辨别直线点、直线拟合一求交、坡段整饰三步循环法自动识别变坡点以及利用最小二乘拟合竖曲线。在此基础上采用VS．NET和ARX2006编程工具，在AutoCAD2006平台上实现了纵断面设计的人机交互功能。然后介绍了既有线数据的管理，最后说明了纵断面模块的总体结构。     

传统弯桥微分方程求解中一个理论问题

在假定平曲线梁的平面内及平面外弯曲符合直梁的物理关系,平曲梁的扭矩与扭率的关系与直梁相同的条件下,根据微分几何理论,推导平曲线梁桥微单元轴向应变、弯曲曲率增量、扭转曲率与梁段单元位移、扭转关系的几何微分方程,构建曲梁的微分物理方程。理论分析结果表明:微分方程中曲梁的竖向弯曲曲率增量仅与曲梁的竖向变形有关,与梁体扭率无关;曲梁的扭率与曲梁的竖向变形无关。该方程与相关文献中推导和引用的曲梁微分物理方程(基本假定相同)结论不同。其原因是,推导过程中没有采用传统的几何方法,而是采用微分几何建立各变量之间的联系。     

流线型列车头部端盖自动开闭机构选型分析

流线型列车头部端盖自动开闭机构可通过绕定轴转动形式或平面运动形式来实现。采用绕定轴转动形式结构简单,设计、制造和安装容易,但要求有较大的安装空间。采用平面运动形式结构相对复杂,但降低了对安装空间的要求。因此,对不同的流线型车头,应根据车钩位置、端盖尺寸和车头内部安装空间大小选择合适的机构运动形式。根据机械设计的一般性原则,分析了减小端盖长度和宽度、加大安装空间尺寸对开闭机构设计的影响。结果表明,定轴转动形式开闭机构对列车头部长度和车钩中心线距端板距离有较严格的要求,适用于新型高速列车,而平面运动形式的开闭机构适用于各种普通流线型列车。     

郑万客专复杂地质三维建模中存在的问题及解决方法

为解决郑万客专不良地质和特殊岩土工程地质三维模型的不充分性、地下地质现象的不可见性和地质过程的复杂性等带来的问题,分析修正地形测量数据、地质数据、测绘数据和地勘数据,建立地表地质界线、水系、交通网、覆盖层、透镜体小地质单元和岩溶系统的三维模型,通过地质与数学插值,结合曲面三维模型进行模拟分析。通过TIN和Grid趋势面拟合及NURBS曲面修正,得出描述地质不良体的几何信息、拓扑信息和属性信息。在三维建模与修正分析过程中,这2种方法对解析各种复杂地质体的空间信息、几何信息、拓扑关系和各地质单元的特性信息具有一定指导意义,为郑万客专复杂地质三维建模在工程地质中的应用提供借鉴参考。     

HX_N3机车轴箱体铸造工艺及模具CAD/CAM技术的应用

HXN3机车轴箱体由于具有复杂的三维曲面设计结构,采用传统的二维工程图进行铸造工艺及模具设计与制造,设计与制造周期长、模具尺寸精度低,尤其对于复杂三维曲面结构,模具制造时极为困难。现尝试应用UG软件CAD/CAM技术,用HXN3机车轴箱体三维实体设计模型进行铸造工艺和模具三维设计,并通过对UG数控加工编程技术及后处理功能的开发,完成了HXN3机车轴箱体模具数控加工。实践证明,该技术具有铸造工艺设计图形直观、便于工艺分析,有利于铸造工艺的模拟和模具的设计、数控加工等。并可提高铸造模具制造效率和精度,缩短产品开发周期,满足铸件尺寸精度要求,该技术的应用将为铸造工艺设计和模具制造提供一新的方法和手段。     

高速列车牵引传动系统综合仿真平台的分析与设计

本文介绍CRH2型高速列车牵引传动系统结构和工作原理,对基于多学科协同仿真的高速列车综合仿真平台进行分析和研究。利用支持UML的Rational Rose工具进行完整的系统需求分析,介绍仿真平台的组成及各部分功能,提出基于HLA-RTI和反射内存网的混合网络系统架构,并基于该平台对CRH2型高速列车进行综合仿真试验,验证仿真平台的有效性。     

CTCS-2级列控车载设备现场测试序列辅助生成工具

为解决人工编制现场测试序列工作量大、效率低下的问题,设计与开发了CTCS-2级列车运行控制(简称:列控)车载设备现场测试序列辅助生成工具.给出了现场测试序列的设计原则,并分析提出了功能需求.根据功能需求,将软件结构划分为列控基础数据管理、图形界面绘制、测试案例数据管理、测试案例执行距离计算、测试序列生成和测试序列数据管...     

基于多图层结构仿真绘图工具的研究与实现

为实现重载列车仿真系统多类型参数的对比分析,提出多图层结构的重载列车动力学仿真系统绘图工具.在多图层结构下,实现图形绘制、图形放大缩小,坐标轴移动、线型和颜色控制、增加图层、合并图层和添加工具提示等功能.该绘图工具实现与重载列车动力学仿真系统无缝连接,为精确分析和研究重载列车的参数状态提供有效的可视化分析工具.该绘图工具在工程实践中得到很好的应用.     

基于AtuoCAD的零件图技术要求的标注方法研究

技术要求是构成零件图的重要内容,也是保证零件加工精度的重要指标。零件图上的技术要求包含极限与配合尺寸、表面结构和形位公差等内容,运用AutoCAD软件简单、快速、准确地进行零件图技术要求的注写,是保证绘图质量,提高绘图效率的重要手段。文章以V带轮零件图为例,详细介绍了运用AtuoCAD软件设置相关样式,标注带极限偏差的尺寸、表面结构和形位公差的方法和技巧。     

基于工程技术条件要求的高速磁浮线路设计参数研究

对高速常导磁浮系统轨道梁结构型式及功能区各功能面的精度要求进行了分析,同时考虑到我国机加工能力和经济状况,对曲线地段定子面、导向面和滑行面分别采取了直线拟合和曲线拟合方法进行设计,研究工程技术条件对高速磁浮线路设计参数选取的影响,确定不同长度功能件和不同定子排列方式下平、竖圆曲线半径的合理取值范围,用不同曲率的导向面拟合平面圆曲线的允许半径范围和优势半径范围,以及满足扭转率要求的缓和曲线最小长度值。研究结果表明:分别采用6,3,2 m长的功能件和直线及半径为1550和790m的导向面,能够拟合的最小平面圆曲线半径分别为700,650和600 m,能够拟合的最小竖圆曲线半径分别为8250,4150和2750 m;缓和曲线最小长度可以达到40 m。     

柴油机喷油泵体复杂孔系加工精度控制技术

针对大功率柴油机的高强度铝合金喷油泵体凸轮轴孔加工进行了分析,重点研究了数控加工的装夹方案与适宜性夹具研制、整体导杆设计与刀片的优化,以及切削参数的改进,在工艺试验验证的基础上,提出了从以上几个因素出发提高喷油泵体凸轮轴孔与柱塞孔加工精度的方法,保证了喷油泵体复杂孔系加工精度的有效控制和提高.     

高速磁浮列车头型多目标气动优化设计

针对常温常导高速磁浮列车头型的几何特点,将其分为流线型和设备舱2个部分,采用改进的VMF参数化方法和曲面离散方法,分别进行参数化设计;对提取的12个设计参数,结合计算流体力学方法、支持向量机模型和多目标粒子群算法,以整车气动阻力系数和尾车气动升力系数为优化目标,以头车气动升力系数为约束条件,进行高速磁浮列车头型多目标气...     

风向角对CRH2列车气动特性的影响研究

为研究不同风向角下高速铁路列车气动力特性,分析流线型列车周围流场结构差异对列车气动力影响,以高速铁路典型CRH2列车为研究背景,采用风洞试验和数值模拟相结合的研究手段对不同工况下列车气动力和流场结构进行分析.研究结果表明:测压和测力试验结果具有很好的一致性,数值模拟与风洞试验结果吻合良好,可用来分析风向角对列车气动特性...