北京地铁环境振动预测中源强选取的研究

地铁环境振动预测中源强位置的选取至关重要。通过对北京市铺设不同减振措施的地铁线路的实地测试分析,计算各测点一天内200多列车的振级并对其进行频次统计分析,比较各测点的振级波动范围。研究结果表明:在北京市地铁环境振动预测中选择隧道壁作为源强可以更好地反映实际振动情况,有助于提高环境振动预测精度;男外,提出一种剔除部分出现概率小且偏离均值较大的离散数值以缩小波动范围的方法,简单实用。     

振动条件下电磁继电器性能参数变化规律的研究

长期的振动往往会引起电磁继电器的性能降低,甚至失效。针对电磁继电器的工作环境特点,提出了一种电磁继电器振动试验方案,设计了试验电路并进行了试验。试验结果表明:振动频率为40～130 Hz和振动加速度增大时,电磁继电器的释放时间与回跳时间无明显变化、吸合电压减小、释放电压和接触电阻缓慢增加、吸合时间的增幅及其波动量最为明显;在固有频率160 Hz下,性能参数均出现了明显的变化和剧烈的波动,最大波动量约为其他振动条件下的2倍;与振动频率相比,振动加速度对性能参数的影响更大些。通过数据分析发现,振动引发的电磁继电器性能参数变化中,吸合时间是较为敏感的参数。     

地铁隧道洞壁振动时频特性分析

源强的合理确定是地铁环境振动预测及振动控制措施设计的关键因素。采用已通车线路的实测数据作为源强取值的参考是常用做法,但鉴于地铁振动的随机特征及各种线路的差异性,实测源强的统计学结果更具参考价值。基于国内某地铁隧道洞壁多次连续过车加速度时程数据,得出了具有统计学意义的洞壁振动时频特性:振动峰值加速度均值约2.5 m/s^2,强振持时约5.8 s,平均最大Z振级为64.7 dB;洞壁振动主要集中在中高频段,但高频振动经土层传播后迅速衰减而对结构反应影响小。振动加速度反应谱均值、峰值加速度均值、持时均值及振动波形包络参数均可用于人工合成具有统计意义的源强振动加速度时程。     

为电磁振动试验而设计的REBCO磁体的监视与保护方法

稀土钡铜氧化物(REBCO)是一种高温超导材料,由于其在高磁场环境中的电流密度高而适于用作磁悬浮列车车载磁体。制作出了REBCO实尺线圈,并确认了其基本性能。该研究的下一步工作是,对采用REBCO实尺线圈的地面线圈进行电磁振动试验。由于电磁振动试验通常需要几周时间才能完成,所以REBCO磁体需要一种监视保护系统。评定了一种高灵敏度的线圈电压检测方法。     

轨道不平顺作用下铁路列车车体振动状态的PCA-SVM预测分析

为快速预测铁路机车车辆在不平顺轨道上的的振动状态,根据车体振动加速度的3个评价指标(绝对峰值、标准差、绝对平均值),提出基于PCA-SVM方法的车体振动状态分类预测模型。首先对不同评价指标和车体振动状态下的轨道不平顺样本进行聚类,提取轨道不平顺样本中的特征统计参数,并进行PCA参数降维和信息优化,最后以不同状态下各种评价指标的车体振动主要特征值为训练样本,构建SVM多类分类器。对轨道检查车多次实地检测的数据采用PCA-SVM分类器计算的分析结果表明:绝对均值、方根均值、方根幅值等主要轨道不平顺统计参数控制车体的整体振动状态,其他特征参数起调节车体振动的作用;采用扭曲和水平不平顺作为预测模型的输入,可使车体振动状态的测算准确率达到90%以上。     

温州市域快速轨道交通高架线路减振降噪综合措施

针对温州市域快速轨道交通项目,分析了列车运行噪声和振动对环境影响的特点,提出了减振降噪的综合措施.从车辆选型、优化高架段桥梁梁型、选用高阻尼减振支座、采取轨道减振降噪措施等方面进行源强控制;通过设置声屏障进行噪声传播控制;优化调整轨道周边地块规划,提高周边建筑隔音性能来进一步降低噪声振动的环境影响.实际应用效果表明,上述减振降噪综合措施切实有效.     

温州市域快速轨道交通高架线路减振降噪综合措施

针对温州市域快速轨道交通项目,分析了列车运行噪声和振动对环境影响的特点,提出了减振降噪的综合措施.从车辆选型、优化高架段桥梁梁型、选用高阻尼减振支座、采取轨道减振降噪措施等方面进行源强控制;通过设置声屏障进行噪声传播控制;优化调整轨道周边地块规划,提高周边建筑隔音性能来进一步降低噪声振动的环境影响.实际应用效果表明,上述减振降噪综合措施切实有效.     

油压减振器阻尼力失效分析

为确定某电动车组悬挂系统二系垂向油压减振器阻尼力失效原因,分析油压减振器阻尼调节阀结构及工作原理。选取2个合格的同型油压减振器,模拟失效油压减振器失效现象进行试验。试验结果表明,油压减振器阻尼力失效主要由阻尼阀芯与阀座间的铁屑所致。提出组装油压减振器时应避免混入铁屑等金属杂物,采用精加工工艺保证调节螺盖、阀座表面质量,以及全数检验阀芯与阀座组装质量等建议。     

基于带隙性能评价函数的特征频段隔振周期排桩选型

针对轨道交通环境传播路径隔振,进行隔振周期排桩选型研究。在分析现有周期排桩隔振效果评价的基础上,提出以周期排桩带隙性能评价函数为单一指标,并考虑带隙分布的选型方法。该带隙性能评价函数综合考虑了带隙带宽、中心频率2个因素,基于该函数建立的选型方法规避了多指标分析的不确定性。考虑被阻隔对象的振动特征,将轨道交通环境振动的显著频率作为需要阻隔的关心频率引入该函数。该方法不再单独以首阶带隙为选型依据,而是综合考虑各阶带隙的分布情况。运用ABAQUS软件建立隧道—地层—周期排桩耦合三维动力有限元分析模型,进行选出隔振周期排桩的隔振效果分析。结果表明:所选隔振周期排桩在带隙分布范围内具有较好的振动隔离效果,验证了该选型方法的有效性。     

基于Copula函数的高速列车信号联合特征提取

针对高速列车在车体不同位置的通道测得的振动信号,提出一种基于Copula函数的通道间信号联合特征提取方法。该方法使用泛化高斯分布对各通道信号的边缘分布进行拟合,并使用Gaussian Copula函数构建信号间的联合分布函数。提取边缘分布参数以及联合分布函数的参数作为特征。通过对某型高速列车转向架正常、抗蛇行减振器失效、空气弹簧失效和横向减振器失效4种典型工况的振动信号进行分析和特征提取,并采用支持向量机进行识别,平均识别率超过97%,表明该特征提取方法的有效性。     

减振轨道对地铁车辆动力学性能的影响研究

为研究地铁A型车辆在不同等级减振轨道上行车时的动力学特性,基于车辆-轨道耦合动力学理论,以深圳地铁某线路实际铺设的不同等级减振轨道为研究对象,建立考虑不同等级减振轨道的地铁A型车辆-轨道垂向耦合动力学模型,采用数值仿真的方法分析不同等级减振轨道下车辆-轨道耦合系统的动力学特性。结果表明:相对于铺设其他两种等级减振轨道,铺设高等和特殊减振轨道时车体的垂向振动加速度均方根值增幅超过30%,车体垂向Sperling平稳性指标增幅超过5%;钢轨垂向位移增加明显且钢轨垂向位移的标准差增加了约3倍。主要结论为:采用高等级减振轨道会一定程度恶化车辆动力学性能和乘客乘车环境,在实际选取不同等级减振轨道时应综合考虑地铁车辆的行车动力学性能。     

提高喷油泵出油阀流通能力的DOE试验探索与优化设计研究

出油阀的结构参数、流通特性会影响喷油泵的工作特性.为增加出油阀流通截面,减小球阀开启时流通截面波动,提高出油阀的工作性能,本文采用多学科优化软件isight与hydsim进行联合仿真分析,确定了影响出油阀流通特性的主要结构参数及各参数的优化方向.分别采用直接启发搜索算法结合顺序二次规划算法以及修改可行方向法,对影响出油阀流通特性的喷油泵结构参数进行优化,最多可使出油阀流通截面提高24.65％.     

列车空气制动系统仿真的有效性

根据气体流动理论建立货运列车空气制动系统模型,概述管路内气体流动方程、制动系统中用到的各种边界方程和容器内气体压力的计算方法。利用基于气体流动理论开发的列车制动仿真系统,计算长、短编组列车的常用制动、缓解和紧急制动特性,并与试验结果进行对比。结果表明,计算得到的列车管、制动缸、副风缸、加缓风缸等的空气压力随时间的变化与试验结果非常接近,说明基于气体流动理论的空气制动仿真系统能够很好地模拟制动系统中气体流动和阀内动作过程。该仿真系统可以模拟最多4台机车组成的组合列车,不仅能仿真制动系统动态压力变化过程,而且其计算结果可以用于制动距离的计算,并通过数据传送实现列车纵向动力学分析程序的无缝连接。     

延迟型高度阀特性参数的研究

根据高度阀的工作原理建立了力学方程和气体流量方程,利用Simulink进行了高度阀的不感带、流量以及延迟时间的时域仿真,并研究了高度阀的结构参数如阻尼、缓冲弹簧刚度、不感带幅值、杠杆比以及节流面积等对其性能的影响,最终得到了高度阀特性与其结构参数的关系式。     

基于 Dueling DQN 算法的列车运行图节能优化研究

通过优化地铁时刻表可有效降低地铁牵引能耗。为解决客流波动和车辆延误对实际节能率影响的问题,提出列车牵引和供电系统实时潮流计算分析模型和基于 Dueling Deep Q Network(Dueling DQN)深度强化学习算法相结合的运行图节能优化方法,建立基于区间动态客流概率统计的时刻表迭代优化模型,降低动态客流变化对节能率的影响。对预测 Q 网络和目标 Q 网络分别选取自适应时刻估计和均方根反向传播方法,提高模型收敛快速性,同时以时刻表优化前、后总运行时间不变、乘客换乘时间和等待时间最小为优化目标,实现节能时刻表无感切换。以苏州轨道交通 4 号线为例验证方法的有效性,节能对比试验结果表明：在到达换乘站时刻偏差不超过 2 s和列车全周转运行时间不变的前提下,列车牵引节能率达 5.27%,车公里能耗下降 4.99%。     

基于空簧悬挂特性的高铁车辆垂向振动舒适性对比研究

在对车辆振动舒适性进行型式试验和仿真分析的基础上,以拖车为对象,研究空簧悬挂对车辆垂向振动舒适性和地板振动的影响.对车辆的多体系统仿真结果表明:采用德系空簧时车辆的垂向振动舒适性较使用日系空簧时提高了约10％;而在德系空簧辅以二系垂向减振器的组合悬挂下,车辆的垂向振动舒适性介于使用德系空簧与日系空簧之间.对车辆的刚柔耦合仿真表明:当车辆以不低于300km· h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的高频垂向振动主要为转向架上方的局部模态振动,而且随着速度的降低,其振动能量逐步减小或消失;车体地板中部的振动是以1阶和2阶垂向弯曲模态振动为主的中频振动,并且与二系悬挂形式关系不大;当车辆以低于300km·h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的垂向振动主要是低频振动,并且与二系悬挂方式有较强的相关性;增设二系垂向减振器后,虽然可以弥补德系空簧低频性能的不足,但有可能因高频阻抗过大而造成1阶垂向弯曲模态振动的增强.     

配气凸轮轴型线逆向优化设计

通过建立配气机构运动学及动力学仿真模型,对实测的凸轮型线进行分析,在保留了原凸轮升程特性基础上,对凸轮型线的测绘数据进行逆向优化设计.通过凸轮型线优化设计,保证配气机构的动力学特性,包括气门落座速度和凸轮接触应力等参数,并保证凸轮型线的二阶连续从而保证型线的加工性.     

120阀内孔径对制动系统性能的影响

使用基于气体流动理论的列车制动系统数值仿真方法定量分析了120阀的紧急阀III孔径、局减阀上的局减孔孔径、加缓风缸向列车管充气孔孔径对单编万吨列车制动、缓解特性的影响.仿真结果表明:紧急阀III孔径对列车的紧急制动特性有明显的影响。该孔径在2.3～2.7 mm范围内能够保证在常用制动时不发生紧急作用,同时紧急作用也能正常发生,并且该孔径越大,其制动波速越慢,在紧急制动时,该孔径由2.35 mm增大到2.65 mm,其制动波速由283.2 m/s降低到244.2 m/s,降低了14.2%;局减阀上局减孔孔径对常用制动时的制动波速有明显的影响,孔径越大,其常用制动的制动波速越快,在减压100 kPa时,孔径为1.5 mm时比0.5 mm时制动波速增大了77.4%;加缓风缸向列车管充气孔的大小对缓解波速有明显的影响,该孔径越大,缓解波速越快,在减压100 kPa之后缓解的过程中,随着该孔径由0.5 mm增大到1.5 mm,缓解波速增大了53.1%,小减压量制动后缓解时,该孔径大小对缓解波速影响较小。该结论为新阀的设计提供了参考。     

KZ1型控制阀仿真模型及列车制动性能仿真研究

根据空气流动理论和KZ1型控制阀(KZ1阀)的工作原理,建立使用KZ1阀的列车空气制动系统仿真模型,并开发相应的列车空气制动仿真系统,对KZ1阀置于快速及普通位时单车的制动、缓解和紧急制动进行仿真。与试验结果对比表明,仿真模型能够较好地模拟单车制动性能。对KZ1阀应用于时速160 km快速货车的列车制动特性进行仿真分析可知,KZ1阀在快速位时的列车制动性能与104型控制阀接近,在普通位时与120型控制阀接近;KZ1阀在制动、紧急制动时性能较好,但是在缓解时波速过低,初步分析是由于副风缸容积过大所致。因此,使用KZ1阀的车辆与使用其他型号控制阀的车辆混编时,可能会发生缓解传播不连续的问题。     

隧道施工压入式通风效果分析及参数优化研究

对隧道台阶法施工压入式通风效果进行分析并提出相关参数优化措施,利用流体力学软件Fluent,建立隧道三维模型并进行了数值模拟,分别对上台阶不同开挖长度及风管不同布设位置下流场特性的对比,分析了通风系统各参数对通风效果的影响。模拟结果表明:台阶的存在改变了射流发展一般性,射流主体提前收缩,有效射程减少;上台阶长度越短,射流有效射程越大,涡流区域覆盖范围越小;风管沿侧壁布设且管口至掌子面距离在5~10m时,通风效果最佳。