风载对高速列车蛇行运动稳定性影响

采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法,建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型,分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律;建立车辆-轨道耦合动力学模型,对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明：高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响,头车的蛇行临界速度较无风时明显下降,尾车及中间车的降幅次之;无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别,无风工况下车辆易发生二次蛇行,风载作用下车辆易发生一次蛇行;风载作用下,车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况;风载和轨道不平顺的持续时间对车辆蛇行运动极限环振动幅值会产生影响,因此在评估高速列车在大风工况下的运行安全性时,有必要考虑实际的风载和轨道不平顺激励的大小和持续时间。     

兰新客专动车组转向架接地装置对比分析

介绍了动车组接地装置的不同类型和结构形式,对比分析了其性能差异、适用性和检修维护差异,对动车组接地装置的选型和优化设计给出了建议。     

列车系统蛇行运动稳定性研究

以1动2拖动车组为例,建立了列车系统动力学模型。基于常微分方程的一次近似理论和H pf分叉理论,分析了车辆之间连接刚度和阻尼对列车系统蛇行运动的H pf分叉速度即临界速度的影响,研究了列车系统的极限环振动。结果表明,列车系统的蛇行临界速度要稍低于车辆系统,车间连接刚度和阻尼对列车系统的临界速度有一定的影响。本文的工作为列车系统的蛇行稳定性研究提供了有效的方法。     

高速列车转向架蛇行失稳的MEEMD-LSSVM预测模型

为预测列车转向架蛇行失稳异常运动状态,提出一种改进的集总平均经验模态分解-最小二乘法支持向量机(MEEMD-LSSVM)的预测模型。以转向架正常、过渡、蛇行失稳3种状态下振动信号为研究对象,通过MEEMD对信号进行分解,再用Hilbert变换(HT)分析其时频能量特征,最后采用固有模态函数(IMF)的能量特征作为LSSVM的输入,通过识别过渡状态,预测列车蛇行失稳。试验表明,列车处于330~350km/h之间时,预测准确率为93.33%,并且MEEMD-LSSVM方法准确率和计算耗时优于EEMD-SVM方法,证明该预测模型的有效性和快速性。     

兰新客专通过能力研究

兰新客专开通后,采用了动车组与跨线普速旅客列车共线运行的组织模式。研究兰新客专不同等级旅客列车共线运行通过能力,对编制列车运行图具有重要的意义。本文在运用平均最小列车间隔时间法对兰新客专通过能力进行分析的基础上,提出采用直接计算法,根据运营初期实际列车运行图及不同等级列车随机分布理论,计算了兰新客专动车组、直达、快速列车共线运行时的通过能力,为编制列车运行图及计算通过能力利用率提供有益参考。     

兰新客专电力供电系统问题研究及工程改造

兰新客专35 k V及以下电力供电系统采用全电缆方式,自2014年开通运营至今,高压电缆故障率呈逐年上升趋势。段管内17座电力配电所10 kV站馈线供电系统均采用中性点不接地的小电流运行方式,当出现电缆单相接地故障时,保护方式选择发告警信号继续运行而不是立即跳闸切除故障回路,存在较大安全隐患。本文针对兰新客专几起典型故障案例,分析既有电力供电系统的弊端,制定对策,解决高压电缆故障频发的问题。     

高速列车转向架技术

为了配合实现我国铁路跨越式发展的战略目标，推动客运高速、快速和货运重载技术的发展，应广大技术人员要求，我刊组织了系列技术问题讨论，请有关领导、专家畅谈各自的观点。本期特请西南交通大学牵引动力研究中心机车车辆研究所张红军教授，中国铁道科学研究院机车车辆研究所黄成荣研究员，中国南车集团株洲电力机车厂陈国胜高级工程师，中国北车集团大同电力机车有限责任公司封全保教授级高级工程师，就高速列车转向架技术问题谈谈各自的看法。     

高速列车抗蛇行减振器温变特性研究

主要从油液温度角度分析了其对抗蛇行减振器本身的动态特性影响以及抗蛇行减振器在低温状态下动态特性变化情况。首先,从试验角度对抗蛇行减振器不同温度下动态特性进行了研究,研究表明,在油液正常工作温度范围内,随着油液温度的降低,减振器吸收的能量越多,动态阻尼和动态刚度也越大,当温度超过了抗蛇行减振器油液正常工作范围,温度越低,减振器吸收的能量、动态刚度、动态阻尼反而会减小。接着,对处于低温(-50℃)非正常工作状态下的抗蛇行减振器的低温特性进行了研究,研究表明低温时,减振器在两小时内无法由非正常工作状态恢复到正常工作状态,油液温度上升不明显,动态刚度、动态阻尼变化也不明显。     

高速列车转向架设计变更分析

设计变更是高速列车转向架全生命中期中必不可少的一个重要环节,但是设计变更往往不是单独发生的,而是会通过结构模块之间的相互关系进行传播。为解决转向架在设计变更过程中,变更模块对转向架总体影响程度的计算问题,提出一种基于网络层次分析法(ANP)的计算方法。该方法通过有向图建立设计变更模型,并将设计变更模型转化为数值化的相关度矩阵,最后通过相关度矩阵和ANP计算变更模块时转向架总体的影响重要程度。     

兰新客专无砟轨道结构纠偏技术研究

客运专线运营后,由于列车的动荷载和路基的不均匀沉降,无砟轨道线路常出现严重超限不平顺,严重威胁列车的运行安全。针对兰新客专无砟轨道黄土路基沉降引起的中线偏移,提出一种通过采用液压千斤顶群及钢构件对偏移段无砟轨道结构进行顶推纠偏,恢复线路平顺性的施工方法,探讨了整个施工程序和质量控制措施。     

兰新客专动车组转向架一系垂向止挡断裂问题的分析处理

介绍了动车组转向架一系垂向止挡断裂故障问题,并从一系止挡安装结构、固有模态、振动测试等方面分析调查故障原因,并提出了问题的解决措施。     

铁道车辆蛇行运动稳定性最优化研究

本文将最优化理论运用于铁道车辆蛇行运动稳定性研究领域，建立了转向架轴箱定位参数最优化设计的数学模型，研究了多种优化算法。通过比较分析，找到了较有效的算法，并给出了计算实例，采用双设计变量及目标函数构成的三维图和临界速度等值线图证实了所获解的正确性。     

列车蛇行运动仿真监测与虚拟试验研究

以列车横向振动MATLAB/Simulink模型作为监测对象,利用LabVIEW SIT模块将横向振动模型与虚拟仪器技术相结合,对列车运行横向振动数据实时采集、显示,并能在线进行分析处理,同时给出当前列车运行平稳性指标等。研究结果不仅有助于较好理解列车蛇形运动特征,而且所研究的相关虚拟试验具有硬件软件化、数据处理实时、稳定等优点,可为列车动力学检测技术研究提供有效手段。     

高速列车动力转向架技术特点

主要从转向架的结构方面介绍了高速动力转向架的技术特点。     

我国高速列车转向架润滑技术

根据高速列车转向架传动系统摩擦副速度和载荷的特点,轴箱轴承均采用脂润滑,传动轴承以油润滑方式为主,传动齿轮均采用油润滑方式。脂润滑设计应考虑润滑脂品牌选择、装配重量、维护保养补脂周期和换脂周期等原则。油润滑设计应考虑油粘度选取,滴油润滑方式和结构型式等原则。润滑油、脂应具备低磨耗、自修复性和故障安全导向性。论述了我国高速列车转向架润滑技术的经验、问题与需求。     

铁路传统转向架和具有轴间连接转向架的蛇行稳定性比较

将传统2轴转向架与具有轴间连接轮对导向系统的转向架进行比较,表明自重轻的轴间连接轮对导向系统,能使转向架具有较好的蛇行稳定性和曲线通过性能,从而降低了轮轨间的横向力,并减小轮轨磨耗。     

外置转向架包覆对高速列车气动阻力影响

转向架作为高速列车大面积裸露在外且外形复杂的运行部件受到列车底部气流的直接作用,区域气动外形结构对高速列车整车气动阻力具有重要影响。基于三维稳态SST k-ω双方程湍流模型,采用数值仿真方法研究了轴箱外置式转向架不同包覆方式对高速列车气动性能的影响。研究了转向架区域安装小裙板、半包裙板、全包裙板、全包裙板+小底板以及全包裙板+大底板等5种方案下的高速列车气动性能,比较了不同方案下高速列车气动阻力的变化规律,阐明了高速转向架包覆方式对整车气动阻力、车底流动特性以及列车表面压力分布的影响。研究结果表明：随着转向架裙板包覆面积的增加,转向架腔后端板受到的气流冲击逐渐减弱,后端板上的正压分布降低,列车转向架区域周围的边界层厚度逐渐减小,转向架区域内的压力分布差异性逐渐减小,从而实现了列车整车气动阻力系数的降低。与小裙板模型相比,半包裙板、全包裙板、全包裙板+小底板以及全包裙板+大底板模型的列车气动阻力系数分别降低了5.2%、8.65%、10.3%、11.1%。对于轴箱外置式转向架来说,全包裙板+大底板方案可有效改善转向架区域流场,降低整车气动阻力。研究得到的转向架包覆方式将为新一代高速列车气动...     

抗蛇行减振器动态模型对高速列车横向平稳性影响

为了克服传统油压减振器模型不能反映其动态特性对高速列车横向平稳性的影响.文中基于流体力学、工程热力学、结构力学等理论,建立一种包含压力缸、常通孔、储油缸、回油阀、卸荷阀的抗蛇行减振器动态模型,并利用Simulink建立其计算机仿真模型.对比试验结果表明:抗蛇行减振器动态模型仿真计算的示功图与试验结果吻合较好,能够体现抗...     

高速列车稳定性分析方法

讨论了高速列车稳定性评估的3种方法和检验标准.应用线性矩阵分析技术的特征值方法适用于悬挂元件均为线性变化并带有锥形踏面的车辆.带初始干扰的非线性仿真分析适用于悬挂元件或车轮踏面形状带有明显的非线性特性的车辆.这2种方法考查的都是车辆自激振动的稳定性.车辆横向运行平稳性评估法则用于检验车辆与轨道相互作用的稳定性.