悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

基于SIMPACK/ISIGHT的跨座式单轨列车走行轮偏磨研究与优化

跨座式单轨列车走行轮侧向力、侧偏角和侧倾角是影响走行轮偏磨的主要因素。文章对走行轮偏磨进行了优化,利用多参数多目标优化软件ISIGHT与动力学仿真软件SIMPACK联合仿真,得出一组单轨车辆最优的轮胎参数和悬挂参数,对减少轮胎偏磨具有一定的指导意义。     

悬挂式单轨车辆的倒T形辙叉道岔通过性能

[目的]悬挂式单轨交通系统具有良好的发展前景,对于其车辆过道岔的动力学性能研究目前较少,需对此进行研究。[方法]采用UM(多体动力学)软件建立车辆动力学模型,以车体最大振动加速度、走行轮最大垂向力、导向轮及稳定轮最大垂向力、车体及悬吊梁最大侧滚角为主要评价指标,针对应用于悬挂式单轨交通系统的倒T形辙叉道岔,进行悬挂式单轨车辆道岔通过性能研究。[结果及结论]倒T形辙叉道岔结构的导向轨面不平顺较大,悬挂式单轨车辆在通过曲线道岔时,很难保证导向轮的导向力不超过安全限值。针对此问题提出了一种导向轨面补偿装置。应用此导向轨面补偿装置后,悬挂式单轨车辆可以以15 km/h的速度安全通过半径为50 m的倒T形辙叉道岔,动力学性能有明显改善。     

韩城悬挂式单轨车辆侧滚止挡设置方案研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通1号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点,并基于多体动力学理论,通过仿真计算,对车辆在多种工况下的侧滚情况进行了分析。根据分析结果提出了设置侧滚止挡的必要性及取值建议,并将侧滚角推荐限值应用于韩城悬挂式单轨交通工程设计,达到了减少工程投资的目的,同时也为我国悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据。     

单轴式单轨转向架空气悬架参数优化

对单轴转向架的结构以及空气悬架进行分析,建立了单轴式单轨车辆系统的动力学拓扑结构,并运用动力学软件SIMPACK建立动力学仿真模型。通过ModeFRONTIER软件的灵敏度分析功能,对单轴转向架空气悬架参数进行筛选,得到对导向力矩和走行轮侧偏合力这2个优化目标影响显著的空气悬架参数,分别为空气弹簧的纵向刚度、纵向阻尼和垂向阻尼。利用改进型遗传算法对这3个参数进行多目标优化。优化后的导向力矩较优化前减小了4.76%,走行轮侧偏合较优化前减小了7.57%,改善了车辆的曲线通过性能。     

悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡强度分析

为了对悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡进行静强度分析,文章以EN 13749和UIC 515-4标准为基础,结合悬挂式单轨车辆转向架的实际受力情况,分析悬挂式单轨车辆转向架抗侧滚止挡的加载条件,并设计模拟超常工况的载荷组合。通过ANSYS软件对其进行静强度计算,结果表明:抗侧滚止挡受力最大位置为支撑筋板顶部,其结构满足静强度要求。     

转臂式轴箱转向架一系悬挂等效定位刚度的分析

转向架一系悬挂横向刚度对车辆动力学性能及轮轨磨耗有重要影响。文章将轮对和两侧转臂轴箱作为一个整体进行研究,计算了转臂式轴箱转向架的一系横向定位等效刚度。得到了轮对在横向力作用下的轮对横摆、侧滚和摇头运动关系,它随轴箱定位刚度和结构尺寸参数的变化而变化。建立了2个转向架动力学仿真模型,其一系悬挂分别为转臂式轴箱结构定位和进行等效刚度计算后的简化定位结构。比较了两者的直线稳定性和曲线通过性,验证了轮对滚摆运动关系和横向等效刚度计算的可信,说明运用等效刚度建模仿真可行。     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

悬挂参数对悬挂式单轨车横向稳定性影响分析

研究目的:为分析悬挂式单轨车辆通过曲线时的横向稳定性问题,基于国内某型悬挂式单轨系统,采用多体动力学软件Universal Mechanism建立60自由度的车-线系统动力学模型,以车体和摇枕为主要研究对象,探索车辆横向偏角在不同减振装置参数下的变化特性。研究结论:(1)横/垂向减振器阻尼、空气弹簧水平/垂向阻尼参数的变化对悬挂式单轨车体和摇枕的横向晃动几乎没有抑制作用;(2)降低空气弹簧水平刚度有利于减缓车辆的横向晃动,而减小垂向刚度会进一步增大晃动的可能性;(3)若考虑在摇摆减振器处并联钢弹簧,其刚度的增加有利于减小车体和摇枕的最大横向偏角,而摇摆减振器阻尼的增大则侧重于减少车体和摇枕的振动周期数,因此应综合考虑摇摆减振器阻尼、刚度参数设计,以有效提升旅客舒适度体验;(4)本研究成果可为悬挂式单轨车辆悬挂参数优化及线路设计提供一定的参考。     

橡胶轮胎跨座式单轨车辆力学性能分析

建立了跨座式单轨车辆理论模型和动力学模型,分析了单轨车辆的运动状态特别是轮胎的受力情况。仿真结果表明,导向轮和稳定轮需要结合轮胎性能设置合理的预压力,以保证车辆的抗倾覆稳定性和运行安全性,并避免过大地增加车辆的运行阻力;通过对3种导向轮与稳定轮的布置方案进行对比分析可知,合理地设计导向轮与稳定轮的布置方案,可以改变构架的转动中心,优化车辆的侧滚刚度和摇头刚度,从而改善车辆的运动状态和动力学性能,减小走行轮的侧滚角和侧偏角以及导向轮与稳定轮的侧滚角,改善轮胎的受力状态,从而减少轮胎的磨耗。     

城市轨道交通桥梁与铁路客运专线桥梁刚度设计标准的比较分析

车速的逐步提升和旅客对乘坐舒适性的要求使得桥梁的设计思路已从过去的强度设计转化为刚度设计。对比分析了《城市轨道交通桥梁设计规范》和《新建时速200～250公里客运专线铁路设计暂行规定》中桥梁的适用条件和刚度标准,并简述了其对实际桥梁设计的影响。     

基于SVM-PSO算法的大跨度悬索桥挠度可靠度研究

为了研究高维随机参数作用下大跨度悬索桥运营阶段挠度可靠度,在有限元计算基础上,基于支持向量机(support vector machine,SVM)建立成桥阶段挠度可靠度模型,结合优化后的粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)计算结构运营阶段挠度可靠指标。研究结果表明:借鉴遗传算法中的变异思想,通过设置中间变量约束条件,可以解决粒子群算法易早熟、后期迭代效率低的问题,进而提高计算效率与精度,基于SVM-PSO算法的结构可靠度方法高效准确,普立特大桥挠度可靠度满足正常使用极限条件下的要求。     

重庆轨道交通规划编制体系探讨

分析现状重庆轨道交通规划编制体系存在的问题,总结借鉴深圳、武汉、北京等地的轨道交通规划编制体系,对重庆轨道交通规划编制体系提出改进建议,提出将轨道线网规划纳入法定规划,完善各层次规划内容,在轨道线网控制性详细规划后,新增轨道车站详细规划流程环节,从规划层面控制车站出入口、轨道交通与其他交通方式一体化衔接设施等,将轨道交通的用地控制向功能控制进行延伸,更好地保证轨道交通功能作用的发挥。     

城市轨道交通联调探讨

城市轨道交通设备系统联调是指对车辆系统、供电系统、通信系统、信号系统、自动售检票系统、火灾报警系统、站场机电系统(包括屏蔽门、直扶梯、通风空调、给排水、照明)、综合监控系统等系统之间的综合联调和模拟城市轨道交通运行及其运营演练,并对整个系统进行评估。依据重庆市轨道交通一号线、三号线、六号线联调的实施经验,简要介绍城市轨道交通设备系统联调的特点、意义和主要实施内容。     

带差速机构的跨坐式单轨车辆性能研究

借鉴轨道交通车辆差速控制技术,在跨坐式单轨车辆走行系统上增设差速机构,可使左、右走行轮以不同转速通过曲线,从而达到改善车辆动力学性能、降低走行轮磨损的目的。建立了带差速机构的跨坐式单轨车辆耦合动力学模型。与常规单轨车辆相比,带差速机构跨坐式单轨车辆在曲线工况下走行轮的纵向力、回正力矩降幅明显,车辆动力学性能更优,车辆走行轮磨损也得到有效控制。     

重庆轨道交通P+R换乘研究

根据重庆道路交通现状及重庆城市轨道交通发展状况,分析重庆轨道交通发展P+R换乘的可行性。并提出对P+R车场管理的若干建议。     

复合式TBM在重庆地铁工程中的应用综述

从重庆地铁工程的特点出发,介绍重庆地铁工程的TBM选型、复合式TBM的特点及其工程适应性;并通过分析认为,在重庆地区块石性杂填土区和不良岩层地质带采用复合式TBM不仅难以发挥其优势,而且存在多种风险;结合笔者自身工程经验和类似工程经验,介绍重庆地铁工程复合式TBM的应用现状。     

跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命预测研究

为了验证采用计算机仿真分析跨坐式单轨车辆转向架构架疲劳寿命的可行性,建立了有限元分析模型,通过施加单位载荷,计算求得应力;分别将仿真分析得到的载荷时间历程和试验获取的载荷时间历程作为载荷激励,根据S-N曲线和Miner法则,结合疲劳分析软件Ncode对转向架构架进行疲劳寿命预测。基于仿真载荷时间历程的疲劳寿命为56.1年,基于试验载荷时间历程的疲劳寿命为62年,两种疲劳寿命分析结果相近,说明基于仿真进行疲劳寿命预测具有可行性。     

地铁车站下沉式冷却塔工作环境研究及优化

采用MRF(多重参考系模型)法模拟不同的布置方式对下沉式冷却塔工作环境的影响。模拟结果表明:随着下沉深度增大、塔进风口间距减小,以及塔进风口与下沉坑墙壁间距减小,冷却塔出风热羽流越易受环境风速及冷却塔进口负压影响,回流率越高。影响回流率的因素由大到小依次:下沉深度,塔进风口间距,塔进风口与下沉坑墙壁间距。考虑土建成本和电机噪声影响,建议适当减小下沉坑尺寸、增加下沉深度;并对由此带来的较高回流率提出了两种改善方案:在风筒上安装70cm具有消声功能的渐缩导风管或直导风管。模拟结果表明,渐缩管对出风热羽流的改善效果优于直管段。     

重庆铁路枢纽东环线CTCS-2信号列控系统贯通方案研究

本文基于重庆铁路枢纽的总体规划,研究了枢纽内与东环线相关的既有、在建及拟建铁路的技术标准,结合高速铁路运输需求,对重庆枢纽东环线列控系统配置进行了分析,提出了能充分利用东环线改善枢纽内运输组织方式和提高信号系统安全的可行方案,可为进一步规划实施重庆枢纽信号系统建设提供有益参考.