CRH1A 型动车组新型行李架设计

文章通过结构分析介绍了CRH1A型动车组行李架的关键创新技术以及行李架的研发过程,阐述如何将轻量化、模块化、经济性、维护性综合地运用到动车组产品设计中,通过产品生产制造安装、静强度试验、振动冲击试验证明了优化设计的合理性和有效性。     

动车组行李架耐撞性分析及优化设计

现有列车行李架仅考虑静载荷要求,为了提升动车组列车行李架耐撞性,降低碰撞事故中乘员二次损伤的风险,开展250 km/h标准动车组列车行李架的碰撞特性研究和耐撞性优化设计。首先,基于LS-DYNA显式非线性有限元程序,建立动车组列车行李架有限元模型,仿真分析现有动车组列车行李架结构碰撞响应;其次,采用加宽安装座并在行李架端部加装蜂窝吸能结构和调整螺栓预紧力的方法对行李架耐撞性进行设计,对改进后行李架的碰撞响应进行参数分析;最后,以螺栓预紧力、蜂窝吸能结构压缩强度和托架拉杆厚度作为设计变量,以比吸能、位移和冲击峰值力作为设计目标,采用优化拉丁超立方试验设计获取样本空间,构建设计变量和设计目标的响应面近似模型,选用NSGA-II遗传算法对行李架进行耐撞性多目标优化设计。研究结果表明：现有动车组行李架结构碰撞后安装螺栓失效,行李和行李架掉落,存在对乘员造成损伤的风险;改进后的行李架在碰撞时沿安装座滑动并压缩蜂窝吸能结构,通过行李架与安装座的摩擦和蜂窝材料塑性变形耗散行李碰撞动能,行李未发生掉落;多目标优化设计后得到行李架耐撞性Pareto前沿,行李架在平衡解处具有更优异的耐撞性能,且优化与仿真...     

机车车辆车体用部件机械结构耐久性试验研究

机车车辆车体上安装的部件在工作过程中主要承受振动载荷,作为部件的载体机械结构的可靠性至关重要。对目前被广泛采用的对车体部件可靠性做出相关规定的标准IEC 61373和EN 12663进行分析,在累计损伤等效的前提下推导了随机振动与正弦振动的等效关系,为部件结构设计、可靠性试验提供了多种验证的手段,通过等效关系公式对两个标准中耐久性试验的振动量级进行比较,针对部件结构设计校核、耐久性试验中存在的问题提出了改进建议。     

基于有限元法的动车组行李架优化分析

为解决现有高速动车组行李架玻璃承载面板易破损的安全隐患,利用有限元方法对玻璃承载面板和聚碳酸酯承载面板这两种行李架的应力和位移进行比较分析,寻找聚碳酸酯承载面板位移变化的原因和优化措施。结合动车组行李架内部结构分析,提出了行李架结构优化建议,为承载面板由玻璃板更改为聚碳酸酯板的优化措施提供技术论证。     

一种接触线振动在线监测方法

对接触线振动进行监测可判断受电弓当前运行状态,也可为接触网运维提供基础数据。对此提出一种接触线振动在线监测方法,以加速度计为核心设计一套接触线振动无线监测装置,并针对接触线的特点设计一种可靠性的安装结构,可对接触线的振动加速度进行直接采样并利用无线进行上传,利用四元数理论去除监测装置加速度的重力分量误差,以获取的振动加速度数据为基础,应用带滤波的离散频域积分方法求解接触线振动位移,最后利用接触线结构参数波动传播速度的实测值与理论值对比,验证方法的可行有效。通过在简单链型与弹性链型悬挂两种典型结构接触网导线的试验测试,结果表明:该装置可对接触线振动进行在线监测,接触线波动传播速度实测值与理论值基本一致,验证了该方法的可行性与有效性。     

梁桥模态参数图像识别技术的模型试验研究

介绍一种非接触式视频图像梁桥振动检测方法,利用图像识别技术与小波分析方法,以MATLAB软件构建测试系统,对某简支梁模型进行振动测试。以数码摄像头采集模型梁振动的视频图像,通过计算机将采集的视频分解为时间-图像序列,然后采用图像边缘检测法对图像序列进行处理分析,可得到梁振动的位移-时间数据。对振动信号进行Morlet连续复小波变换,进而识别出梁模型的模态参数,测试结果与FFT分析结果比较一致,验证了视频图像测试方法的可靠性和准确性。     

地铁运行引起邻近建筑物振动的预测与分析

基于振动在建筑物内的传递特性,提出一种新的环境振动预测方法——振动分频传递预测方法。针对北京地铁4号线附近某砌体结构开展现场振动测试试验,并建立了该砌体结构的有限元模型,利用振动分频传递预测方法进行相关数值模拟计算。试验及数值计算结果表明:有限元模拟计算下的结果与实测结果基本一致,验证了该方法能够有效地预测地铁运行引起邻近建筑物的振动响应。     

轨道交通列车前端吸能结构碰撞研究

利用LS-DYNA软件建立列车前端吸能结构的有限元模型,通过仿真分析对试验台车吸能结构进行优化以及试件材料选择;通过受力对比分析确定整车模型与试验台车模型对于吸收结构碰撞试验的一致性。台车吸能结构碰撞试验结果及其分析表明:利用台车吸能结构碰撞试验可以替代整车碰撞试验,用于验证列车前端吸能结构设计的合理性。采用仿真分析与台车试验相结合的方法,对列车端部吸能结构的耐碰撞性能进行验证,可以有效地压缩设计与试验的成本和周期。     

基于累计损伤理论的车钩缓冲装置疲劳寿命分析

建立了车钩缓冲装置有限元模型,并进行拉压载荷工况的静力学分析,通过试验验证建立模型的准确性。使用Palmgren-Miner累计疲劳损伤准则对车钩缓冲装置进行寿命周期内的疲劳分析,分析结果表明,车钩缓冲装置能够满足服役期间的使用要求,不会发生疲劳破坏。     

高速轮轨关系试验台仿真模型的建立及验证

针对中国铁道科学研究院的1:1高速轮轨关系试验台,利用Simpack软件建立了高速轮轨关系试验台仿真模型。为了验证仿真模型的可靠性,选取试验台的蠕滑试验及模拟轮对曲线运行试验,对仿真模型进行验证。结果表明,基于蠕滑试验的仿真模型验证,其最大值误差小于15%,基于模拟轮对曲线运行试验的仿真模型验证,轮轨垂向及横向力的变化趋势较为一致。     

动车组转向架排障器结构介绍及优化设计

随着列车运营速度越来越高,转向架振动随之增大,对排障器结构强度及安装可靠性要求亦随之提高。通过对既有结构排障器进行分析,提出结构优化方案,完成强度分析及振动试验,并已批量装车使用,状态良好。     

基于基准有限元模型的箱梁TMD振动控制研究

针对高架桥梁结构引起的振动噪声问题,研究TMD控制箱梁结构振动的特性。为了获得精准的箱梁有限元模型,首先以铁路32 m简支箱梁桥为原型,按10:1的几何相似比设计制作简支箱梁缩尺试验模型,应用ANSYS软件建立初始动力有限元模型;对有限元模型模态分析与试验模型模态测试得到的自由模态信息进行误差分析,并采用基于灵敏度分析的模型修正技术对初始动力有限元模型弹性模量和密度进行修正,得到基准有限元模型,误差确认结果显示修正后的有限元模型更精准地反应箱梁的振动特性;进一步利用基准有限元模型,开展TMD控制简支箱梁桥振动的研究,研究结果表明TMD对于抑制桥梁竖向共振有很好的效果。     

变流器柜体随机振动疲劳分析

当受到动态载荷时,结构易出现振动疲劳现象,需采用频域疲劳分析手段来考虑结构的动态响应。以某变流器为研究对象,对变流器柜体有限元模型进行频率响应分析,以获得输入和结构应力之间的传递函数;根据频率响应分析结果及标准GB/T 21563-2008《轨道交通机车车辆设备冲击和振动试验》规定的ASD(加速度频谱密度)谱,进行频域的随机振动疲劳寿命预估。通过仿真成功地分析了振动试验中出现的问题,验证了仿真结果的准确性。     

一种轴装制动盘连接结构的设计

基于制动盘的工作原理及结构特点,开发了一种针对轴装制动盘的连接结构。根据某动车组车辆技术要求,对螺栓工作载荷进行了计算,并对螺栓连接进行了设计及校核。通过振动冲击试验及1∶1制动台架试验验证了连接结构的可靠性。提出的设计思路及试验方法可为制动盘及其他车辆制动部件的设计开发及试验验证提供有效的指导和依据。     

IGBT模块功率循环能力与可靠性试验

为验证IGBT模块的可靠性,分析了IGBT模块的封装结构,并在传统IGBT模块功率循环试验的基础上建立新的模型,通过具体的试验得到IGBT模块功率循环后失效状况,并对该状况进行分析。相对传统IGBT寿命预测和可靠性评估,该功率循环的新方法更加贴合实际应用工况,对IGBT失效分析具有借鉴作用。     

CW-2系列转向架轴箱定位节点垂向刚度研究

介绍了CW—2系列转向架运用中出现的故障,结合轴箱定位结构分析了定位节点刚度较大带来的问题,并得出定位节点垂向刚度较大也是导致转向架出现较多运营可靠性问题的初步结论。利用动力学分析软件,计算了不同节点定位刚度对轮轨垂向力、构架垂向振动、节点处动态垂向力和车辆其他动力学性能的影响趋势,以TGV高速列车的2种转向架的试验比较进行了验证。     

铁路客车转向架摇枕碳纤维安全吊研制

根据铁路客车209P型转向架摇枕托梁安全吊故障情况,分析了安全吊的振动模态特性,在不改变原来安全吊及安装吊座几何形状的前提条件下,提出了采用碳纤维材料的安全吊结构,使整个安全吊装置结构具有更高的疲劳强度和结构可靠性,对碳纤维安全吊进行了结构模态、振动疲劳寿命计算分析,开展了振动冲击试验、拉伸试验以及线路动应力测试,结果表明,采用碳纤维材料的安全吊提高了安全吊及吊座的可靠性,解决了疲劳断裂问题。     

地铁车辆转向架构架的疲劳寿命及可靠性研究

基于载荷谱对地铁车辆转向架构架进行了寿命预测及可靠性评价,建立了疲劳强度可靠性模型并进行了试验验证,结果表明该模型可用于预测不同服役寿命下构架焊缝结构的可靠度。     

基于FTA和FMEA法的地铁牵引供电系统可靠性评估

地铁牵引供电系统是保证地铁安全可靠运行的动力来源,其可靠性分析对整个地铁供电系统的可靠性研究至关重要。本文针对某一地铁典型牵引供电系统结构,利用故障树和故障模式与后果分析法对其进行可靠性评估。通过对系统进行定义及对系统电压等级的划分,建立故障模式和后果分析表格及供电系统的故障树模型。在此基础上,求取故障树的最小割集,并利用自主开发的可靠性分析软件对3种供电情况进行可靠性评估。最后与实际工程相比较,验证了该可靠性分析方法的有效性和实用性。     

超限车侧滚振动偏移量的确定方法及影响因素分析

建立计算超限车侧滚振动偏移量的数学模型，分析各种因素对侧滚振动偏移量的影响，并通过实例验证了模型的可靠性，从而为确定超限车的运行条件提供理论依据。