机车车辆动力学研究及发展

机车车辆动力学在最近10年得到迅速发展,考虑车辆—轨道耦合作用的耦合模型得到广泛应用。随着大跨距跨江铁路桥的建设,车和桥的耦合振动会引起接触网的振动,进而影响弓网的耦合振动。因此十分有必要开展接触网—受电弓—机车车辆—线路—桥梁耦合大系统动力学的研究。进行机车车辆动力学性能优化,必须首先确定机车车辆动力学三要素的优先关系,即运行的稳定性—安全性—平稳性,建立以列车为研究对象的模型,同时在模型中考虑机车车辆结构弹性和频变特征悬挂参数以及气流扰动的影响,进而进行灵敏度分析和参数优化。给出考虑频变特性的钢弹簧等效计算方法以及基于循环变量的列车系统动力学建模和计算方法,并验证了计算方法的有效性。     

材料参数对机车车辆结构有限元分析的影响研究

针对铁道机车车辆强度计算中广泛存在的各向同性材料结构线性静力有限元分析问题，根据弹性有限元理论进行公式推导和用有限元实例进行计算验证，着重研究有限元计算中弹性模量、泊松比等材料参数对计算结果的影响，得出2类位移边界条件下弹性模量与计算结果间的简单关系。由公式推导过程及分析结果表明，有限元计算能否最大程度地反映结构在实际运用中的承载响应，除材料参数的选取外，更重要的在于合理确定结构有限元模型的离散质量及边界条件。对于铁道机车车辆上的一些传力及承载结构，为了使计算结果在局部及整体能够符合实际情况，必须使用弹性边界元为计算模型提供弹性位移边界。     

轮轨结构参数对列车运动稳定性的影响

基于车辆—轨道耦合动力学理论,运用动力学仿真软件TTISIM,系统地分析和探讨了机车车辆的抗蛇行减振器,一系悬挂刚度,转向架轴距,车轮踏面锥度对临界速度的影响,以及轨距,钢轨小反,轨底坡,扣件刚度和阻尼等参数对列车稳定性的影响。指出在计算机车车辆的临界速度时,不仅要考虑整车的结构参数和模型,还应把轨道模型和结构参数纳入整个模型和分析过程。这对铁路机车车辆结构参数优化设计,提高或改善机车车辆运动稳定性,及既有线提速改造和高(快)速铁路修建等工程问题均具有实际意义。     

机车车辆液气缓冲器特性研究

概述了铁道机车车辆液气缓冲器的基本结构及其工作原理,并根据流体力学和热力学的基本理论,建立了液气缓冲器的动力学计算模型,利用数值模拟方法分析研究了液气缓冲器的静态特性和动态特性,为液气缓冲器在铁道机车车辆上的应用提供了理论依据。     

动力子结构法在内燃机车动力分析中的应用

高速内燃机车的车体是复杂的空间结构，其有限元离散模型通常具有很高的自由度。作者利用有限元动力子结构法对车体进行了动力分析及在柴油机垂直激振力作用下的响应分析，并计算了车体的前20阶固有频率和振型。计算工作表明有限元动力子结构法可有效和灵活地用于大型复杂结构的动力分析，并能大幅度节省计算工作量。因此，该方法在机车车辆等复杂结构的动力分析中具有广阔的应用前景。     

减振器安装刚度对机车车辆固有频率的影响

运用SIMPACK仿真软件建立机车车辆的整车动力学计算模型,分析一系垂向减振器,二系垂向和横向减振器安装刚度对车辆固有频率的影响。结果表明,减振器安装刚度对构架和车体的固有频率均有影响,为机车车辆设计提供相应的参考。     

采用主动悬挂技术是改善机车横向动力学性能的有效途径之一

主动控制振动技术在机车车辆中的应用研究具有重要的理论意义和实用价值.本论文对主动控制技术做了系统的研究,并把这一技术应用于改善铁道机车车辆的横向振动性能.用ADAMS/RAIL软件建立了机车仿真模型和全主动悬挂动力学方程,推导出系统的状态方程.采用线性二次型最优控制方法,用MATLAB软件编写程序并计算出最优反馈矩阵.将MATLAB软件与ADAMS/RAIL软件相结合进行仿真计算.通过对仿真计算结果的分析和研究,提出了全主动悬挂技术可以有效地改善机车车辆横向动力学性能的观点.本文还对半主动悬挂进行了仿真计算,研究表明半主动悬挂也可以比较有效地改善机车车辆横向动力学性能,但是比全主动悬挂的效果差一些,而由于半主动悬挂的结构简单,成本和维护费用较低,在机车车辆主动控制振动技术的应用研究中也应当给予一定的重视.     

通用列车运行模拟软件研究

通过建立列车运行过程模型,以及对工况转换点求解过程的分析,开发了一套可用于不同机车、不同线路、不同运行参数的列车运行模拟软件。列车运行模拟系统主要包含基础数据、列车运行仿真计算和输出等子系统。其中列车运行仿真计算子系统是整个系统实现的关键。列车运行仿真计算子系统包括线路编辑、机车车辆编组、牵引计算与运行仿真等模块。介绍了列车运行仿真计算子系统的计算流程,三个模块的主要功能和数据流程。列车运行模拟可为机车车辆的改进、线路建设或编制列车开行方案等提供依据。     

机车车辆用高压安全垫 有限元仿真分析及试验

文章针对高压安全垫在机车车辆上的应用及故障现象,进行了高压安全垫的扭矩试验及力-位移试验,介绍了材料的弹塑性非线性计算理论、高压安全垫的计算参数和有限元本构模型,建立了高压安全垫的计算模型和有限元模型并进行了弹塑性仿真分析,对仿真结果进行了位移和应力曲线分析,得出高压安全垫安装时同支撑零件完全接触的情况下,其位移变化最小且应力状态最合理。     

滚动试验台动力学偏差分析

滚动试验台和实际线路上轮轨接触特性存在差异。通过建立机车车辆多体系统对轨道激扰响应的动力学计算模型，分析二者之间的偏差。     

永磁直驱电力机车悬挂装置及螺栓强度计算

以永磁直驱电力机车转向架驱动单元悬挂装置为研究对象,采用有限元分析法对悬挂装置结构进行了强度分析,并从悬挂装置模型上截取螺栓所在区域建立子模型,重点对螺栓进行了静强度和疲劳强度计算,其计算结果均满足设计要求。     

列车运行引起建筑结构振动分析

针对武广客运专线新长沙站,建立了列车-桥梁和桥梁-站房2个力学计算子模型,通过对列车-桥梁动力相互作用进行分析计算,得出行驶列车作用在桥梁上轨道各节点的荷载时程,将这些荷载作为外部激励,作用在桥梁-站房结构力学计算子模型上进行时程分析,计算候车大厅楼板的振动响应,从楼面响应最大值、楼面响应沿横轨向分布、典型响应时程等几...     

基于ABAQUS子模型算法的花键连接抗侧滚扭杆有限元分析

采用ABAQUS软件模拟计算了花键连接抗侧滚扭杆的受力情况.计算结果与试验结果对比表明此方法正确可靠.采用子模型的方法进一步得到花键的局部应力分布,结果表明简化整体模型的接触关系可以降低仿真分析的计算花费,提高分析效率,且子模型方法解决了网格数量太大、计算时间长以及收敛性差的问题.计算结果可为疲劳分析提供有力支持,并为...     

混合动力机车动力系统建模及能量管理研究

针对混合动力内燃机车,基于车辆动力性分析软件ADVISOR,建立包括6个牵引电机联合驱动模型和轴重转移模型的串联式混合动力调车机车模型。以此为基础,建立恒温器控制与功率跟随控制相结合的混合动力内燃机车控制策略。在机车手柄位操纵的基础上,该控制策略可根据列车所需求的功率调节内燃发动机及驱动电机的输出功率,并引入电池荷电量(SOC)补偿方法,通过控制电池充放电,保证电池SOC维持在一定范围内,使发动机工作在最优区域,从而减小了燃油消耗。     

地铁列车制动仿真软件的开发

为实现地铁列车的制动过程仿真,分析了地铁列车制动系统仿真所需的车辆及制动系统的简化模型,开发了仿真软件。车辆子模型采用模块化建模方法,将车辆拆分成轮对、弹簧阻尼、构架、车体等部件进行建模。制动系统子模型基于实验数据构建,通过对试验曲线进行插值计算等方式得到仿真所需要的制动相关曲线,该软件可以执行实时仿真,仿真结果准确可信。     

基于SPN的CTCS-3级列控系统RBC实时性能分析

RBC(无线闭塞中心)实时性能指标是影响CTCS-3级列控系统运行的关键要素。本文将随机Petri网和马尔可夫随机过程理论结合起来,提出一种新的系统性能分析方法,剖析CTCS-3级列控系统的运行机制,建立RBC子系统周期处理和非周期处理的随机Petri网模型,并利用ERTMS/ETCS的参考数据,分析GSM-R通信环境下RBC的实时性能,在不同系统周期和列车交互数量下得出RBC子系统平均延时曲线。本文对我国CTCS-3级列控系统的规范制定和系统开发具有一定的借鉴意义。     

基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算研究

BIM技术在地铁工程的应用仅局限于三维建模、管道综合和4D施工模拟等方面,在协同设计和结构计算方面尚无成熟的范例和工程经验可供借鉴,因此,研究基于BIM技术的地铁车站协同设计及结构计算具有十分重要的意义。以实际工程为例,采用理论结合实际的方法,研究基于BIM技术的地铁车站建筑结构协同设计方法,采用BIM技术进行地铁车站协同设计;研究基于BIM协同设计模型的地铁车站结构计算模型建模方法,创建地铁车站BIM结构计算模型,并将结构计算模型导入Midas gen,根据工程实际情况完成结构计算分析;研究表明,基于BIM技术进行地铁车站协同设计和结构计算是可行的,研究成果可供采用BIM技术进行实际工程设计时参考。     

基于网格的铁路运价测算任务分解研究与设计

介绍铁路货运信息系统运价测算的发展过程以及现状,分析目前运价测算在信息系统中存在的问题,提出测算任务分解的设想.根据网格技术以及目前铁路货运信息系统结构的研究,论证测算任务分解的可行性,并设计出基于网格的铁路运价测算任务分解的系统结构及实现方法.     

地铁A型车辆ZMA100型转向架的技术特征

文章介绍了适用于最高运营100km/h速度级的地铁A型车辆ZMA100型转向架的技术参数和主要技术特征。对构架、车轴、车轮、轴箱体、牵引装置等重要部件进行了强度计算,对整车进行了动力学性能计算,各项计算结果均满足标准要求。     

列车牵引计算仿真的研究

随着科学技术的发展,计算机技术在铁路交通系统的应用越来越深入和广泛.而列车牵引计算直接涉及铁路的运输能力和运行安全性,对于整个铁路运行系统有重要的意义.对于计算机进行列车牵引计算仿真进行研究,论述应用计算机仿真程序进行详细计算的必要性,以及仿真模型的建立与实现.