列车与刚梁柔拱组合系桥系统的地震响应分析

主要讨论地震荷载作用时车桥系统的动力响应特征及对行车稳定性的影响。建立了地震作用下综合考虑输入地震波，轨道不平顺和车辆蛇行运动的车桥体系振动的动力分析模型，推导了体系动力平衡方程组。通过对系统输入各种典型的地震波，在计算机上模拟了列车过桥的全过程动力响应。计算了桥梁的线性和非线性响应，研究了列车荷载及桥梁下部结构刚度对地震响应的影响。以一座刚梁柔拱组合系桥为例，研究地震发生时桥上列车的运行稳定性和     

货车系统的非线性动力学分析

阐述了车辆系统的线性、非线性和实际临界速度的概念,建立了具有３１个自由度的非线性货车系统数学模型,考虑了系统中的干摩擦力和轮轨相互作用关系等非线性因素。应用数值方法研究了货车系统的蛇行稳定性特性,包括货车系统中的极限环、准周期解以及混沌运动。     

基于电机动力吸振的高速列车蛇行运动控制

复兴号CR400BF高速动车组动力转向架的牵引电机采用特有的四点弹性架悬方式, 在电机和构架之间安装有横向液压减振器和横向止挡, 首次采用牵引电机作为动力吸振器来控制转向架蛇行运动稳定性和蛇行频率, 从而避免引起车体弹性模态共振; 考虑悬挂参数和轮轨接触非线性, 建立了复兴号动车组非线性多刚体动力学仿真模型, 通过悬挂模态计算和动力学时域仿真, 分析了关键参数对动车蛇行运动的影响规律; 基于将电机作为动力吸振器的原理, 优化了电机节点横向刚度和横向减振器阻尼; 考虑动车组运营中的轮轨匹配随机因素, 组合400种轮轨随机匹配状态, 仿真分析了动车的动力学性能; 开展动车组长期线路动力学跟踪试验, 研究了动力转向架蛇行运动演变规律。仿真与试验结果表明: 牵引电机弹性架悬下的构架横向加速度频谱图从以蛇行频率为主频的单峰值变化为主频在蛇行频率两侧的双峰值, 说明电机起到了动力吸振器的作用; 将电机作为动力吸振器能够提高动车蛇行运动稳定性, 具有不同等效锥度的典型轮轨匹配下非线性临界速度超过500 km·h-1; 动车蛇行运动最高频率被控制在6 Hz附近, 远离车体中部菱形弹性模态频率8.5 Hz, 避免了转向架蛇行运动激起车体弹性共振; 动车组在轨道随机不平顺激扰下, 构架端部横向加速度小于0.5g, 平稳性指标小于2.5, 轮轴横向力和脱轨系数等运行安全性指标满足要求。      

机车车辆滚动振动试验台标定试验研究

为了对机车车辆滚动振动试验台的性能、试验方法以及线路试验结果与试验台试验结果的比较等方面进行深入研究，通过试验台动力性能试验得到了试验台的一些基本性能参数；由线路试验得到了试验样车的轴箱加速度响应，在试验台上利用波形再现技术，反推出了相应的轨道不平顺信号；并利用信号在试验台上进行了车辆的动力学性能试验，给出了试验结果。     

列车—斜拉桥系统在风载作用下的动力响应

主要研究脉动风与列车荷无同时作用下斜拉桥的横向振动问题，首先建立了横风作用下并考虑了轨道不平顺和车辆蛇行的车桥系统动力分析模型，推导了体系平衡方程组，编制了有关的计算机程序；根据Ｄａｖｅｎｐｏｒｔ风速功率谱模拟产生脉动风样本，并将其作为系统的随机激励，在计算机上模拟列车过桥的全过程，按不同车速计算了桥梁跨中和桥塔的横向位移、加速度以及桥上车辆的横向振动和加速率响应，以一铁路斜拉桥为例，着重讨论了在     

铁路重载货车轮对弹性振动及其动态影响

为研究轮对弹性振动特性及其对重载货车动力学性能的影响，以30 t轴重重载货车为研究对象，对轮对刚、柔建模时的整车运动稳定性、曲线通过性能等进行了对比研究. 首先，给出了多体动力学中弹性体的数学建模方法；其次，建立轮对柔性体有限元模型，分析了轮对的弹性振动模态，进一步将其集成于多刚体系统中，形成重载货车刚柔耦合动力学分析模型；最后，针对货车多刚体和刚柔耦合两类建模方法，以干线不平顺叠加短波不平顺作为系统激励源，对比分析了重载货车的轮对振动响应、蛇行运动稳定性以及动态曲线通过性能的差异. 研究结果表明:相对刚性轮对而言，柔性轮对的变形能够缓和轮轨刚性冲击，同时弱化轮轨间的刚性约束能力，导致其振动幅度降低，使得车辆非线性临界速度下降约9%，通过小半径曲线时，轮轨横向力也降低了约13.7%，轮对弹性振动对重载货车动态性能的影响同样不容忽视.      

提速线路轨道不平顺波长的动力仿真

基于耦合动力学理论,利用有限元方法建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,输入不同截止波长的不平顺数据进行动力仿真计算,以确定轨道不平顺管理波长范围.高低不平顺主要影响车体的沉浮和点头运动,引起车体垂向加速度增大;轨向不平顺主要影响车体的侧滚和摇头,引起车体横向振动加速度增大.长波不平顺的影响主要体现在车体振动上,因此本文选定车体加速度作为确定不利波长的判定指标,对提速线路200km/h和250km/h速度下轨道不平顺波长管理的范围进行了探讨,并提出了提速线路轨道不平顺波长管理的建议.     

铁道车辆蛇行稳定性主动控制综述

为了抑制蛇行运动,提高列车临界速度,针对铁道车辆特殊的轮轨自激振动系统综述了蛇行稳定性主动控制的总体结构形式、控制目标、控制算法、测量系统、作动系统、试验验证等关键环节的研究进展;概括了稳定性控制的典型结构形式及其各自的特点;根据不同运用场景,归纳了稳定性主动控制的主要目标,梳理了稳定性控制的主要算法以及优缺点;分析了...     

高速铁路线路轨道平顺问题的探讨

简介了高速铁路的特点，重点论述了轨道平顺性这个在高速铁路线路中的核心问题，讨论了影响平顺性的有因素和一些著作的看法，希望能对纡路的平顺性问题开展我国的试验研究有所助益。     

空心轴传动式高速动力车稳定性分析及参数研究

给出了３７个自由度的空心轴传动式高速动力车非线性横向稳定性分析的数学模型，分析了空心轴传动高速动力车转向架技术设计方案和施工设计方案的运动稳定性，并研究了轴箱定位刚度和抗蛇行减振器对空心轴传动式高速动力车运动性稳定性的影响。     

高速公路限速设施对车辆燃油效率的影响研究

目前,为控制车速,我国在高速公路各路段设置了为数众多的限速设施,虽在一定程度上提高了道路交通安全,但对车辆的燃油效率和尾气排放却造成了不利的影响.为量化研究这一影响的程度,在对多条高速公路开展实地调研的基础上,分析了某一路段由于限速设施的存在而带来的车辆速度变化,继而运用车辆微观仿真软件TruckSim得到车辆在这一过程中的燃油消耗量;同时应用运行速度预测模型,计算假设限速设施不存在时车辆的行驶速度以及在这一预测车速下车辆通过同一路段的燃油消耗量,通过量化对比发现限速设施的存在成倍增加了燃油的消耗,这对控制尾气排放是极为不利的.最后提出在限速设施铺设前,应基于多种因素综合判断,全面考虑其可能带来的正负效应,真正做到科学、合理地使用限速设施.     

高等级公路不同限速方案车速影响分析

为了研究高等级公路不同限速方案对车辆速度的影响,应用正态分布函数拟合车辆速度的概率密度曲线,分别研究在不同限速方案下大小车速度的分布特性,得出限速值对大车有一定的限速效果,而很大比例的小车不遵速限速值,大、小车85%位速度差与限速差为正向线性关系,因此要合理设置道路的限速值。     

轨道交通列车不同运行速度下噪声特性对比研究

为了研究轨道交通列车不同运行速度状态下的噪声水平,利用同济大学轨道交通综合试验线对轨道交通列车运行时辐射噪声进行测试与分析,得出各监测点在不同运行速度下的噪声强度和频谱特性。结果表明：在车速小于47 km＆#183;h-1范围内,随着列车速度的增加,各监测点噪声值不断增大,基本呈线性增长;在4种不同车速工况下,距离噪声源越近,高度越高,噪声值越大;相反,距离噪声源越远,高度越低,噪声值越小。在不同运行速度下,各测点的主峰频率都在800 Hz左右,而噪声能量的主要分布范围随车速的提高而有规律地变化,随着行驶速度的提高,噪声能量的主要分布范围逐渐向800 Hz主峰频率趋近。研究结果可为轨道交通噪声措施的制定及噪声预测提供数据基础与科学依据。     

轮胎式轨道交通车辆动力学研究现状与挑战

总结了几种典型轮胎式轨道交通车辆动力学问题的研究现状,包括跨坐式单轨车辆、悬挂式单轨车辆、胶轮路轨车辆、胶轮有轨电车和虚拟轨道车辆,探讨了轮胎式轨道交通车辆动力学未来的研究内容。研究结果表明:跨坐式单轨车辆动力学研究集中于抗侧倾稳定性、曲线通过性能和车-桥耦合振动,根据跨坐式单轨车辆抗侧倾稳定性变化规律提出的临界侧滚角理论阐明了稳定轮和导向轮预压力的设置原则,给出了稳定轮和导向轮预压力与运行舒适度、曲线限速之间的联系,跨坐式单轨车辆提速的关键是开发性能更优的轮胎,并控制由于运行速度提高所引起的振动恶化;悬挂式单轨车辆动力学研究集中于车辆运行性能和车-桥耦合振动,其倾摆特性和横风引起的倾摆稳定性是悬挂式单轨车辆的特有动力学问题,由于车-桥耦合振动引起的钢质轨道梁低频噪声是有待研究的问题;胶轮路轨车辆在国内的研究刚刚起步,现阶段的主要问题是改善车辆的横向平稳性;胶轮有轨电车动力学研究集中于车辆运行性能和导向轮/轨关系,研究难点在于阐明其导向稳定性的机理和影响因素;作为一种新型轨道交通车辆,虚拟轨道车辆提出了许多新的动力学研究问题,包括循迹控制、机械架构与循迹控制策略的匹配性、纵向力分配、分布式驱动等,或将成为轮胎式轨道交通车辆动力学研究的新热点。      

山区高速公路立交出口匝道区域可变限速研究

基于山区高速公路立交出口匝道区域线形指标偏低、气候变化频繁的特点,在限速管理上,提出“匝道动态限速,主线联动限速”的可变限速策略。匝道的限速值是依据车辆横向稳定性和停车视距两个约束条件,并考虑路面附着系数和道路能见度的动态变化特性进行确定。主线受出口匝道影响路段的限速值是依附匝道圆曲线路段限速值和实际减速车道长度进行确定。在参数取值的探讨中,区分了纵向附着系数和横向附着系数的不同影响。研究成果可以为山区高速公路的运营安全管理尤其是限速管理提供借鉴。     

侧向风作用下车-桥系统的气动特性——基于风洞试验的参数研究

为考虑侧向风作用下车辆运动对车-桥系统气动特性的影响,基于研制的移动车辆模型风洞试验系统,针对轨道交通车辆和公路交通车辆,分别采用三车模型和单车模型,测试了不同工况下车辆、桥梁的气动力系数,讨论了车速、风向角、车辆在桥上所处轨道位置以及车辆类型等因素对车辆和桥梁气动特性的影响.研究表明,随着车速的增大和合成风向角的减小,车辆阻力系数和升力系数存在增大的趋势,车速对单车模型气动力系数的影响更显著;车辆在桥上所处轨道位置不同对车辆、桥梁气动力系数的影响均较大,桥梁气动力系数对车速和合成风向角不敏感.     

基于路侧事故判别的公路平曲线车速限制研究

车速是导致公路平曲线路段路侧事故频发的关键因素,为降低路侧事故率,需进行车速限制研究. 选取8 个路侧事故风险指标进行PC-crash 仿真试验,共收集12 800 条数据. 采用路径分析方法筛选得到显著性风险指标,将其纳入贝叶斯逐步判别分析中,构建对应不同车型的路侧事故判别函数,提出对应不同道路几何设计要素的最高安全车速计算模型. 结果显示：显著性风险指标对路侧事故影响程度,由大到小依次为车速、圆曲线半径、车型、路面附着系数、路肩宽度、纵坡坡度和超高横坡度;道路线形条件越好,保证不发生路侧事故的最高安全限速值越大;在相同道路设计指标下,小型客车最高限速值大于货车最高限速值.     

基于视觉适应性的公路隧道限速研究

通过分析隧道对驾驶员视觉、心理的影响,得出车辆通过隧道时车速的变化情况,进而确定了隧道限速段的长度。利用瞳孔面积变化速度与行车安全关系的定量分析,得出基于视觉适应能力的隧道进出口安全行车的临界速度,结合车辆在隧道限速段内的速度变化情况及隧道本身条件确定了保证行车安全的隧道限速值。     

Research on the Variable Steering Ratioof Four-Wheel-Steering Vehicle

The steering characteristic of afour-wheel-steering vehicle is numerically simulated for in-depth research of the handling stability offour-wheel steering．The research results show that the deteriorating tendency of the steering stability due to the increase of the vehicle speed is improved obviously in the case of four-wheel steering．The approach of variable steering ratio is discussed.The use of the variable steering ratio can not only raise the steering stability of vechicles at high vehicle speed，but also reduce the dicomfort and steering burden of drivers；and hence is helpful for the subjective evaluation of four-wheel steering vehicles．     

滑差频率对磁浮车辆运行性能的影响

采用二维电磁场理论对直线电机气隙磁场的纵向分量和垂向分量进行求解, 得到了电机牵引力和法向力的解析表达式, 利用直线电机试验台对解析计算方法进行检验, 对比6~18 Hz恒滑差频率下牵引力和法向力随速度的变化; 建立了三悬浮架单节磁浮车辆动力学模型, 仿真对比了车体和悬浮架分别在1、3、5、8 kN冲击力下的振动响应; 计算了单节中低速磁浮车辆牵引特性, 分析了不同滑差频率对车辆牵引性能的影响; 综合考虑电机法向力对悬浮系统的影响和车辆的牵引需求, 提出了变滑差频率控制策略。研究结果表明: 电机牵引特性一般包括恒力区和恒功区, 恒力区初级电流最大值为390 A, 恒功区电压最大值为212 V, 恒力区牵引力变化较小, 恒功区牵引力衰减较快; 滑差频率越小, 电机起动牵引力和法向力越大, 恒力区越短, 反之亦然; 法向冲击力小于8 kN时车辆平稳性指标等级均达到优秀, 但为了减小悬浮系统的负担, 电机法向力应越小越好; 较低的滑差频率使车辆低速段牵引性能更强, 但采用较高的滑差频率有利于提高全速度范围的牵引性能; 在变滑差频率控制策略中起动滑差频率的选择综合考虑车辆的牵引性能和悬浮能力, 速度达到恒功转折点后滑差频率逐渐增大, 该策略使电机恒力区牵引力适中, 恒功区牵引力始终为电机所能发挥的最大值。