车轮踏面多目标优化设计研究进展

车轮踏面优化设计是轨道交通系统的基本问题。根据车轮踏面优化模型的建立及其求解方法,车轮踏面优化设计的数值研究方法可以分为两类,即单目标优化设计方法和多目标优化设计方法。在综述轮轨踏面同步设计法、扩展方法、基于轮轨接触曲线的滚动半径差法和基于接触角曲线法等单目标优化方法的基础上,论证了车轮踏面优化是一个多目标优化问题,并给出了建立车轮踏面多目标优化模型的思路。车轮踏面多目标优化需要求解带约束的非凸不可微规划问题,求解精度和效率直接决定优化结果的可靠性和实用性。现有的求解方法包括遗传算法和拟高斯方法。针对现有计算方法存在计算量大、易早熟、收敛慢的缺点,提出求解车轮踏面多目标优化问题的响应面方法。该方法利用多项式响应面逼近目标函数和约束函数,避免了优化过程中由于数值求导带来的迭代振荡问题;同时该方法具有计算量小、收敛快的优点。以降低轮轨磨耗为目的对车轮踏面进行优化的实例表明,响应面方法能有效的优化车轮踏面。最后对车轮踏面这一课题的发展方向进行了展望。     

基于基因遗传算法的车轮踏面优化

结合遗传优化算法与车辆动力学仿真,对车轮踏面进行动态优化。建立了与车辆系统关键动力学指标相对应的适应度函数,根据优化目标选择加权系数形成综合适应度函数。以磨耗形踏面作为父本踏面,生成初始踏面群体,使用动力学软件SIMPACK计算不同踏面个体对应的动力学指标,用基因算法对各踏面个体的适应度进行评价,选择适应度较高的踏面进行交叉和变异操作形成新的踏面群体,如此进行数代遗传优化得到了适应度较高的踏面形状。     

货车车轮踏面磨耗参数化描述方法及其应用

通过对货车车轮磨耗量进行统计和分析,提出了车轮磨耗量的多项式曲线拟合方法,并以LM型磨耗形踏面外形为基准,得出了车轮磨耗后的轮缘踏面外形。该参数可作为仿真分析车轮磨耗后货车动力学性能的基础输入参数。     

车轮磨耗仿真中踏面更新策略研究

基于车辆系统动力学仿真和Braghin踏面磨耗模型计算车轮踏面上的磨耗深度分布,并采用小波滤波、滑动平均和傅里叶变换平滑3种方法对踏面磨耗深度曲线进行平滑。结果表明,小波滤波的平滑效果优于滑动平均和傅里叶变换平滑方法;更新磨耗深度越大,对磨耗行为和轮轨几何接触关系影响越大。因此,建议在最大磨耗深度达到0.1 mm时对仿真计算用的车轮型面进行更新。     

100%低地板现代有轨电车车轮踏面优化

基于接触角曲线反推法,对佛山南海100%低地板有轨电车的车轮踏面进行了优化。与原型踏面相比,优化后的踏面提高了独立轮对复位能力,改善了轮轨接触状态,减小了轮轨接触应力。仿真计算表明,优化后的踏面改善了车辆的动力学性能,踏面磨耗状态优于原型踏面。     

时速100 km 地铁车辆踏面制动热负荷分析

建立了地铁车辆时速100 km时的车轮热负荷计算模型,叙述了计算过程和评定方法.基于均布热源法,采用ANSYS软件分别计算了仅空气制动连续2次紧急制动和仅空气制动正常运营制动2种条件下新轮(840 mm)和磨耗到限车轮(770 mm)的踏面制动热负荷,并进行了强度校核.结果表明,磨耗到限车轮连续2次紧急制动、新轮正常运营制动满足车轮踏面损伤要求,新轮连续2次紧急制动和磨耗到限车轮正常运营制动不满足车轮踏面损伤要求.     

上海轨道交通8号线车辆车轮踏面设计优化及测试

针对上海轨道交通8号线车轮踏面异常磨耗情况,根据轮轨间的几何接触特性关系,采用了基于轮径差函数的方法,优化设计了新的车轮踏面外形;运用MATLAB/SUM LINK软件来搭建车辆模型,通过仿真模拟,比较了装有新、旧设计踏面的整车性能差异,得出新踏面外形具有明显减磨性能优势的结论。通过实际装车试验,分析了装有新、旧踏面车轮的磨耗情况,从而验证了新踏面外形具有明显减少钢轨和车轮之间的相互磨耗的特性的结论。     

高速动车组车轮踏面镟修策略研究

车轮踏面镟修策略主要包括车轮镟修周期的制定和镟修用车轮踏面外形的制定。通过对高速动车组振动性能和车轮磨耗状态的长期跟踪测试,确定高速动车组车轮镟修策略的制定原则和评价方法。在此基础上,结合京津城际铁路CRH3C型动车组典型振动性能、车轮外形和磨耗状态的实测数据,研究高速动车组的车轮镟修周期;对比分析国外镟修用车轮踏面外形制定方法,设计出18种高速动车组镟修用车轮踏面外形,并对现场最为需要的28,29和30mm这3种薄轮缘外形的车轮进行轮轨接触几何关系和动力学性能仿真计算。结果表明:高速动车组镟修策略应从高速动车组的运用状态、主要运营线路和车辆设计参数3个方面综合考虑;京津城际铁路CRH3C型动车组车轮镟修周期可定为30万km;轮轨接触几何和动力学仿真验证了为CRH3C型动车组新设计的镟修用薄轮缘车轮的临界速度均在400km.h-1以上,其运行稳定性与原型车轮相差不大。     

客车车轮型面的多目标优化设计模型研究

分别以与轮轨磨耗指数、临界速度和轮轨横向力相关的3个函数为目标函数,以圆弧型车轮型面的圆弧半径和圆心坐标为设计变量,以Nadal脱轨系数最大值不超过GB 5599—85标准规定的1.0、轮轨最大接触应力不超过车轮材料剪切强度3倍和车轮滚动接触疲劳因子小于0的要求为约束条件,给出了铁路客车车轮型面的多目标优化模型。以欧洲ERRI 200 km.h-1标准客车为例,利用铁道车辆动力学仿真软件ADAMS.2005/Rail建立铁路客车动力学模型,并用给出的型面优化模型对其LMa车轮型面进行多目标优化设计,结果表明,踏面型面优化后的车辆临界速度提高约50%,车辆通过曲线时的轮轨磨耗指数下降约12%。     

HX_D2型电力机车车轮型面的多目标优化

为优化HXD2型大功率交流传动电力机车的车轮型面,建立该机车的动力学模型,并根据大秦线直线以及800和1 000m半径曲线的线路参数分别设置2种线型。以轮轨磨耗、轮轨最大接触应力和轮轴横向力为目标函数,以4段衔接的不同半径圆弧描述车轮型面与钢轨的接触部分,将两端圆弧的半径以及两中间圆弧的圆心坐标作为设计变量,以满足临界速度、轮轨最大接触应力、横向平稳性、垂向平稳性、车轮疲劳因子、轮轨横向力和脱轨系数的要求为约束条件,建立HXD2型电力机车车轮型面多目标优化模型。采用基于高斯径向基响应面的多目标优化方法求解该模型,得到新的车轮型面。结果表明:新车轮型面可使HXD2型电力机车在800和1 000m半径曲线线路上运行时一位轮对的磨耗指数分别降低19.16%和15.95%,一位轮对外侧的轮轨最大接触应力分别降低28.72%和31.44%,一位轮对的轮轴横向力分别降低22.63%和18.57%。     

有限差分法在接触网钢柱挠度计算中的应用

简单介绍了有限差分法在悬臂梁弯曲计算中的数学模型的建立，对接触网钢柱（以下简称钢柱）各横截面的惯性矩的数学模型的建立作了简单分析，并用该方法对钢柱挠度进行编程计算，其理论计算与实测值比较吻合。在钢柱设计时，用该算法可以快速确定其挠度是否合适，并及时进行调整。在生产中用该算法也可以分析钢柱主，副角钢厚度变化对整个钢柱挠度的影响，从而要求在生产中应严格控制原材料的质量，使其外形尺寸必须符合标准要求。     

成组技术在工装夹具设计中的应用

1概述 随着机械工业的发展,成组技术的应用已经越来越引起人们的重视.它不但被广泛应用于金属的切削加工、冲压和装配等制造工艺,而且在工艺设计、工装夹具等产品的零件设计,以及生产管理等方面都有着广阔的应用前景.     

悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响

天津富民桥为单塔空间索面自锚式悬索桥,其主跨主缆由塔顶中点向两侧对称张开至桥面梁端两侧的锚碇,呈空间曲面状态。运用通用有限元分析软件ANSYS,对天津富民桥进行3种不同主缆空缆初张力条件下成桥过程的模拟计算,研究空间索面悬索桥主缆初张力对成桥结构性能的影响。研究结果表明:成桥时,主缆初张力越小,在结构自重作用下主梁底部应力、主缆张力也越小、主塔应力与锚碇应力也越小,主缆初张力的大小对成桥时吊索索力的大小及分布没有明显影响;在活荷载作用下,主缆初张力越小,悬索桥结构体系产生的主缆张力增量则越大,吊索索力增量也越大,即更多的荷载通过吊索传递到主缆,相应地主梁承担的荷载较小,主梁挠度、梁底纵桥向应力随主缆初张力的减小而变小。总之,主缆初张力越小,悬索桥结构体系的性能越佳。     

车体弹簧安装面高度差影响车辆性能的探讨及对策

提速客车的生产标志着我国的客车设计、工艺、制造水平得到了极大的提高。自提速客车上线运行以来，尽管没有发生重大行车安全事故，但是也暴露了一些问题。如转向架构架、摇枕裂纹，抗侧滚扭杆、横向控制杆、牵引拉杆座断裂等问题，对旅客运输安全构成了威胁。     

提高通信信号技术水平适应铁路跨越发展需求

铁路跨越式发展为铁路通信信号事业提供了广阔的发展空间和千载难逢的历史机遇，是推动铁路通信信号事业发展的强大动力，同时也给铁路通信信号技术发展提出了严峻的挑战。面对新机遇和新挑战，2003年，围绕新一代分散自律调度集中(CTC)的开发、中国列车运行控制系统(CTCS)     

高速铁路接触网工程概算编制探讨

随着对高速铁路认识的不断加深,作为高速铁路供电系统的主体接触网工程技术不断完善.此文从高速铁路接触网工程特点入手,结合实际工作中编制高速铁路接触网工程概算所遇到的问题,提出解决方法,并就如何客观实际地编制接触网工程概算的有关问题进行探讨.     

低温生活污水氨氮深度处理技术、试验研究

试验研究了折点加氯去除低温生活污水中氨氮的加药量、pH值、反应时间等工况条件以及工程应用设施,结果表明,采用次氯酸钠折点氯化的方法深度处理氨氮,操作方便,反应迅速完全,脱氮率高,出水氨氮1mg/L以下,达到排放标准。     

机车车体调簧试验台的研制

为解决车体二系弹簧支撑受力均衡分配问题,开发研究了车体调簧试验台。试验台通过计算机控制,对各个二系弹簧支撑力、各个弹性支点的综合刚度、弹簧压缩量等进行自动检测,并按照调簧程序,对各个二系弹簧座进行模拟加垫操作,最后给出各个二系弹簧座处的实际加垫量、各点的综合刚度、各个二系弹簧的实际承载量等。     

增压器浮环轴承转子系统稳定性的研究

分别采用试验与仿真的方法开展了增压器浮环轴承转子系统稳定性的研究.首先采用电涡流传感器进行了浮环轴承转速及运动轨迹的测试研究,完成了定性分析;进而根据评判参数采用有限元法进行了”四角域”下的定量计算,并验证了分析结果.本研究为转子轴承系统的优化设计及可靠性分析提供了技术支持.     

轨道整体刚度和阻尼对车辆系统动力学性能的影响

建立了考虑轨道整体弹性和阻尼的车辆动力学模型，利用该模型讨论了轨道整体横向刚度、横向阻尼及整体垂向刚度、垂向阻尼对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明，轨道整体横向刚度对车辆系统临界速度的影响较为显著，轨道整体横向阻尼对车辆临界速度有一定的影响，轨道整体横向、垂向阻尼对车辆系统的动态曲线通过性能影响较小，而轨道整体垂向刚度和垂向阻尼对车辆临界速度的影响较小。仿真结果还表明，车辆系统在弹性轨道条件下的运行平稳性优于刚性轨道条件下的运行平稳性。