轨道交通整体承载式铝合金车辆车体挠度的预制方法及试验研究

简述了轨道交通整体承载式铝合金车辆车体挠度试验原理,以及车体挠度预制试验方法。对车体挠度预制试验和垂向加载试验结果进行了分析。结果表明,车辆整备和超员加载试验后车体垂向位移为9.95～11.14 mm,车体剩余挠度为2.80～5.05 mm。由此证明,车体挠度预制可以有效抵抗垂向载荷产生的位移,使车辆运行过程中不会发生下凹变形。     

电容式车体位移补偿装置及其在接触网检测车中的应用

本文叙述了接触网检测车车体与轮对之间相对位移的测量及补偿的重要性，以及电容式位移测量装置和处理装置在接触网检测车中的应用。     

考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析

建立了铁道客车垂向振动系统数学模型。将车体看成两端自由的均质等截面欧拉梁,并考虑二系悬挂采用半主动减振器,导出客车系统的运动微分方程组,给出客车系统各模态共振速度的定义和计算公式。共振速度是车辆系统的固有属性,车体弹性振动各模态共振速度由车体的自振频率和车辆定距决定。计算车体一阶和二阶弯曲振动共振速度及对应的轨道波长,进行了客车系统在轨道简谐输入情况下的幅频特性分析和随机输入情况下的随机响应分析。通过计算可知,为了减小车体垂向共振峰值,车体一阶弯曲自振频率应尽量离开构架的浮沉自振频率;由于车体弹性振动的影响,车体端部的振动加速度和位移要大于中部,弹性车体模型的平稳性指标大于刚性车体;采用半主动减振器能够显著降低车体的加速度、位移和平稳性指标,但会使构架的加速度和位移有所增大。     

防车体垂向振动抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点的研发

研发用于连接转向架构架与车体的位移相关型橡胶节点,抑制因质量微小不平衡轮对旋转所引起的铁道车辆车体的垂向振动,以提高乘坐舒适度。文章对抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点作了介绍。为确认这种新设计橡胶节点的抑振性能,进行了旋转激振试验和运行试验。结果表明,使用这种新研发的位移相关型橡胶节点降低了不平衡轮对旋转所引起的车体垂向振动。     

梁端位移对轻轨车辆运行的影响分析

应用动态时程分析理论和有限元方法,建立六自由度轻轨半车车辆垂向动力分析模型,研究梁端位移包括梁端转角和错台引起线路垂向不平顺情况下,对轻轨车辆运行舒适度及安全性的影响。研究结果表明,梁端发生正的转角和负的转角只影响车辆垂向动力响应的方向,对幅值影响很小。随着桥梁转角的增大,车体的垂向位移、速度和加速度变化幅度均增大,基本呈线性关系。车辆从桥梁有转角一侧驶入无转角一侧,比从无转角一侧驶入有转角一侧的动力响应强烈,但转角达到4.2‰时,车体最大垂向加速度为0.094 g,可认为对车辆乘坐舒适性无影响,在实际发生的更小转角情况下,可忽略其对车辆运行平稳性的影响。随着错台高度的增加,车体垂向位移、速度和加速度值变大,但量值较小,对行车舒适性无影响。     

货车旁承间隙对车辆动力学性能的影响

对货车车体相对于摇枕的侧滚运动进行几何简化,导出上旁承下端面位于心盘旋转点之上、之下和上旁承下端面与心盘旋转点位于相同垂向位置时,旁承的垂向位移与车体重心相对于摇枕横向位移的几何关系。在车辆动力学模型中引入侧滚回复力矩和等效摩擦半径,并对心盘进行力学简化。运用多体系统分析方法对货车动力学性能进行仿真。结果表明:侧滚回复力矩可以有效抑制车体由于轨道激励而产生的相对摇枕的侧滚运动;过小或过大的旁承间隙会使车辆的动力学性能恶化。当车体重心横向偏移量小于心盘半径时,车体重力将产生阻止车体侧滚的回复力矩;反之,车体重力产生的力矩将加速车体的侧滚。过小的旁承间隙会使车体上旁承和摇枕下旁承频繁接触,对车体产生较大的冲击;而过大的旁承间隙又使旁承在侧滚回复力矩不足时不能有效抑制车体的侧滚。     

轨道车辆车体气密强度试验系统研究与设计

为解决目前车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统两者相互独立，测试位移方式为相对位移的问题，基于NI平台，借助NI-CompactRIO微控制器和Labview软件人机交互界面设计，采用迭代学习控制算法，开发了轨道车辆车体气密强度试验系统。该试验系统实现了车体气密强度试验过程中压力加载系统与应力位移测试系统耦合，当车体各测点应力位移测试值超出预警值，会自动反馈控制调节压力加载值，使其泄压，起到有效、及时地保护试验车体的作用，提高试验的安全性及智能化程度；同时能够对不同车型任意断面任意位置处车体结构绝对位移测试，提高测试可靠性及精准度，为车体结构优化设计提供数据支撑。     

铁道客车车体垂向弹性对运行平稳性的影n向

建立了包含结构阻尼的铁道车辆垂向刚柔耦合动力学模型.运用该模型,采用基于虚拟激励法的快速平稳性算法.研究铁道客车车体弹性对运行平稳性的影响.研究表明,当车体弹性低至一定数值时,将导致车体强烈振动.运行速度越高,对车体的刚性要求越高.运用本文方法,可以获得运行平稳性对车体垂向一阶弯曲频率的要求.在算例中,当车体的垂向一阶弯曲频率达到10 Hz以上时,车体弹性对平稳性的影响不大.研究还表明,当车体弹性较低时,提高车体结构阻尼和一系垂向阻尼系数,一定程度上可以抑制车体的弹性振动.     

高速列车表面脉动压力流致振动响应研究

为研究高速列车表面脉动压力对车内噪声的影响原理,通过小波阈值去噪与相关性系数相结合的方法,提取某线路实测车厢外壁气压信号,得到脉动压力值;采用有限元方法建立中间车体结构、流场以及"结构-流场"流致振动耦合模型,分析耦合系统模态频率,并将提取的脉动压力对耦合模型进行冲击加载,分析车体结构位移及车内气压变化情况。结果表明,车窗处振动位移最大,车体结构振动位移与车体结构固有特性以及加载压力频谱特性有关;车内气压级主要集中在100 Hz以下的中低频段,车体两侧气压比车内中部气压大,靠近车壁处气压更易受车体结构模态影响,车内气压级、耦合系统模态频率与车体振动位移特性有关。     

电力机车车体顶盖对车体固有频率的影响

分析了电力机车车体顶盖对车体垂向弯曲振动频率、侧墙横向弯曲振动频率、车体绕纵向轴扭转振动频率的影响,指出车体顶盖对车体垂向弯曲振动频率的影响是很小的,并且通过实例验证了这一点.根据有关标准,只要求车体的垂向弯曲振动频率大于10 Hz,对侧墙横向弯曲振动频率、车体绕纵向轴扭转振动频率没有具体要求,因此在进行车体模态分析时,把顶盖看成设备,而不必考虑顶盖结构的影响.     

基于OSG图形系统的车站消防系统场景仿真

介绍了基于OSG(OpenSceneGraph)虚拟现实技术的地铁车站火灾报警系统的火灾场景仿真.主控机在处理外部输入火灾信息的同时,通过串口将主控机处理后的数据传入到一台下位机,再利用OSG技术将现场的三维火灾场景虚拟现实化,并根据上位机传输的数据进行场景的动态控制.该系统可预演各种灾情,从而提高车站工作人员对火灾的预防和处理能力.     

基于激光测量的地铁限界检测系统

将激光测量系统(LMS)应用于地铁限界的快速检测系统中,实现对限界的一种非接触式检测,测量、采样数据速度快;将检测数据与标准数值实现自动比较,把数据和曲线图作为检测结果,快速检测地铁限界,用以指导竣工验收和日常运营维护.     

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统

基于线阵相机的接触轨几何参数动态检测系统,采用高速线阵相机,通过光切法,获取接触轨目标图像;采用双目成像检测原理,同时结合车体偏移补偿,精确测量接触轨几何参数;采用实时定位系统,对检测数据进行定位。     

一种二乘二取二安全计算机的设计与实现

结合列控系统车载设备需求,提出一种二乘二取二安全计算机的设计方案,并对主备通道选择、通道内双机同步、通道切换等关键算法进行了研究。经过实验室的功能测试和安全测试,该二乘二取二安全计算机能够满足实时性、安全性、可用性的需要。     

路基沉降远程自动监测系统的研发

研发基于激光测量、先进传感和无线网络等技术的路基沉降远程自动监测系统。监测系统包括表面沉降激光自动测量、路基分层沉降与横向位移同时自动测量、路基横向剖面沉降自动测量和数据采集与无线传输4个子系统。表面沉降自动测量采用激光测量和自动标定技术实现;路基分层沉降与横向位移同时自动测量采用霍尔传感器、激光测距和倾角传感器实现;路基横向剖面沉降自动测量采用主、从电机带动倾角传感器实现。监测系统经实验室验证及工程化设计,在京沪高铁济南西站现场实验,实现了对路基整体沉降、局部沉降、截面内不同层沉降的长期、全面、远程自动监测。     

电力机车电器设备参数检测方法研究

介绍了一种机车电器设备参数检测装置，能在机车不解体的情况下自动检测机车电器设备参数。装置采用多微机分布式系统，主机为通用PC，从机为8098组成的单片机应用系统，通过RS-485串行总线构成测试网络。文中讨论了采用分布式微机系统的必要性，并给出了装置的软硬件结构，同时还给出了部分测试结果。     

全电子自动复原道岔模块的研究

介绍一种全电子计算机联锁四线制道岔自动复原模块,来取代原来安全型继电器组成的道岔执行电路。全电子计算机联锁模块主要有微控制器MCU、可编程逻辑器件CPLD、道岔驱动电路、道岔表示电路、道岔检测电路和自动复原电路等组成。自动恢复电路包括驱动电路和继电器等组成。计算机联锁系统通过定位和反位检测单元检测电路中是否有表示电压,来决定微控制器MCU计时与否。道岔由定位转向反位或由反位转向定位时,若在规定的时间不能密贴,微控制器MCU发出继电器Js驱动指令,驱动继电器Js动作,通过继电器Js的接点,控制系统发出相反的转换指令,使道岔自动恢复到原来的位置。最后,提出了软件设计方案,用流程图对软件工作原理进行了说明。     

基于直接积分法的弓网耦合系统动态性能仿真分析

针对提速铁路采用的弹性链型悬挂接触网及受电弓结构,建立包含承力索、辅助线、接触线和吊弦4个部件的接触网模型、以及简化为弹簧阻尼机构的受电弓模型。通过接触单元将接触网和受电弓直接耦合起来得到弓网系统的整体模型,进而构建弓网耦合系统的动力学平衡方程。采用直接积分法对建立的平衡方程进行求解,得到反映弓网系统动态性能的抬升位移、接触压力以及应力等数据。与先前研究的参考数据比对结果表明,采用接触单元和直接积分法分析弓网耦合系统的动态性能,切实可行。     

深圳地铁轨检车检测系统的研制

采用构架与轴箱间的侧滚和垂向位移量修正的测量技术、CCD光电传感器和高频响二维自控电路,研制出构架式光电伺服轨距测量装置,提高了轨道几何检测系统的安全性和稳定性。钢轨波磨检测系统根据惯性测量原理,采用模拟—数字混合滤波的数据处理方法,消除了速度对检测结果的影响。由数据库服务、数据采集处理计算机、数据应用计算机、高速网络打印机、QNX4实时多任务操作系统、SQL数据库管理系统和轨检数据实时处理软件共同构成了车载局域网数据实时处理系统,自动完成检测数据的采集处理、修正、合成,并根据需要以波形和表格的形式实时显示和打印输出轨道几何数据。     

基于2D激光位移传感器的轨底坡动态检测系统研究

设置合理的轨底坡可使钢轨轨头与车轮踏面合理接触,减轻钢轨轨头的不均匀磨耗,延长钢轨使用寿命。为提高轨底坡静态检测精度,线路日常养护和维修效率,提出一种基于2D激光位移传感器(简称2D)的钢轨廓形检测原理和ARM嵌入式技术的轨底坡动态检测方法。结合传感器工作原理与特点,搭建一套可在线连续检测的轨底坡动态检测系统。考虑到2D空间姿态变化,建立适用于轨底坡动态检测的双2D空间姿态关系模型和标定解算模型。因为车体振动会产生对轨底坡计算结果的影响,利用Kalman滤波算法建立多传感器的状态空间模型,对轨底坡计算结果进行补偿。最后选用GJ-4型轨道检测车进行地铁正线试验,试验结果与人工复核结果的对比,符合工务段要求精度。试验结果验证了该轨底坡动态检测系统切实可行,Kalman滤波算法能够很好地对轨底坡的计算结果进行补偿修正。