车辆-轨道耦合动力学研究的新进展

车辆－轨道耦合动力学是在传统的车辆动力学和轨道动力学基础上发展起来的一个新的学科领域，近10年来发展迅速，并取得重要进展，已形成独特的理论体系，本文首先简要回顾了车辆－轨道耦合动力学的研究历史，并对国内外形研究进展作了概要介绍，在此基础上着重介绍了作者及其课题组近期开展的研究工作及主要研究结果，包括理论模型，计算机仿真，试验验证，参数确定及应用实践等方面的具体进展，最后指出了机车车辆与轨道系统动力学领域今后拟进一步研究的问题。     

利用机电类比法进行轨道车辆线性动力学分析方法研究

介绍导纳型机电类比的原理、参数对应关系,以及对应的类比电路图的绘制方法。通过该类比方法绘制出了轨道车辆垂向振动的类比电路图,应用相应电路分析理论,定量分析车辆一系垂向振动速度传递特性,得出减振所需要满足的条件。分析结果表明,应用机电类比法分析轨道车辆振动特性可以极大地简化分析过程。     

轨道车辆独立车轮的动力学分析

建立了轨道车辆独立车轮轮组的动力学方程，并通过对一列既包括传统轮对，又 包括独立车轮轮组的轻轨车辆的线性稳定性分析和动态曲线通过计算，对独立车轮轮组与传统轮对的动力学特点进行了比较。计算表明，独立车轮是解决小半径曲线通过问题有效措施，它的稳定性可通过采用等效锥度较大的磨耗型踏面来保证。     

基于神经网络的轨道车辆横向振动模型辨识

论述了车辆横向振动系统的神经网络辨识建模方法。根据横向振动系统的运动方程建立了描述其特性的神经网络模型，并运用递归预测误差算法识别了多变量离散模型的模型参数，进一步辨识了其结构参数。该方法参数估计过程直观，收敛速度快。计算表明，离散模型是可靠的，辨识结果正确。     

弹性短轨枕空吊对车辆-轨道系统的动力学影响分析

弹性短轨枕减振轨道是城市轨道交通所采用的经济有效的减振措施之一,但由于轨枕空吊的影响,近年来在工程中的用量急剧下降。采用车辆-轨道耦合动力学理论,建立可以考虑单侧轨枕空吊的车辆-轨道空间耦合振动模型,对城市轨道交通弹性短轨枕轨道轨枕空吊引起的车辆、轨道系统的振动响应进行理论分析。结果表明,弹性短轨枕空吊对钢轨扣件、轨枕的动力学影响最为显著,其次是轮轨力,对车体振动的影响为最小。若出现2根以上轨枕的连续空吊,则钢轨扣件系统受力会超出设计允许范围。通过轮轨力或车辆振动参数对轨枕空吊不易检测或识别。     

车辆—轨道系统横向耦合动力学的研究

本文基于车辆－轨道系统耦合动力学的基本思想，对横向耦合动力学进行了分析研究，从车辆，轨道、轮轨接触整体系统的角度，建立了车辆－轨道系统横向耦合模型，并编制了相应的计算机仿真实施软件包，用以分析高速、重载运输条件下车辆和轨道的横向相互作用，为车辆和轨道的轨道的最佳设计，最佳管理提供科学依据。     

轨道车辆动力学仿真所面临的挑战

讨论了在不同工程应用中如何合理建立车辆动力学模型,讨论了悬挂部件、轮轨接触情况和轨道几何特征模型输入等模型化最佳实用方法,并讨论了仿真结果校验方面的最新进展。最后,对将来仿真所面临的问题作了简要的展望。     

完整的车辆-轨道系统动力学研究是铁路发展的迫切需要(2)

4　高速列车引发的噪声和振动人耳能听到的声音 ,其频率范围是 2 0Hz～ 2 0kHz。低于 2 0Hz的称次声 ,高于 2 0kHz的称为超声。人耳对30 0 0Hz左右的声音感觉最灵敏。对于低于 6 3Hz和高于 16kHz的声音 ,即使勉强听得见 ,反映也很不灵敏。所以 ,在噪声控制领域内 ,主要对 6 3Hz～ 16kHz感兴趣。对轮轨滚动噪声而言 ,高于 5 0 0 0Hz的功率谱由于接触滤波的作用骤然降低。在实际分析中略扩大其范围 ,考虑为 5 0～ 6 0 0 0Hz即已足够。图 18是列车通过时对铁路沿线造成侵害居民的噪声其发射区和入射区的原理图。图 18中表明 ,计有通过空气…     

轨道车辆动力学性能与轨道条件密切相关

轨道车辆与轨道线路是一个相互作用的大系统,轨道车辆必须也只能在一定轨道条件下满足动力学性能要求。因此,车辆验收运行试验也应该在规定的线路条件下进行,线路条件除平纵断面及线形变化外,还应包括各类轨道不平顺。     

不同减振轨道上地铁车辆动力学性能对比分析

为研究地铁车辆在不同减振轨道结构上的动力学性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑不同类型减振轨道的地铁车辆-减振轨道耦合动力学模型.基于动力学仿真,对比分析地铁车辆在4种常用减振轨道上的横向稳定性,以及直线和曲线段的轮轨动力学性能.结果 表明:减振轨道结构参数对地铁车辆横向稳定性有很大影响,弹性扣件减振轨道上车辆的轮轨安全性指标略小于其他3种减振轨道.     

基于Matlab/GUI的地铁车辆试验数据分析系统

针对地铁列车制动试验数据处理量较大,人工处理步骤繁琐、耗时较长、过程易错等问题,开发了基于Matlab/GUI的地铁车辆数据分析系统,解决了快速读取数据、制动过程判断的算法问题,实现了数据可编辑式修正预处理、数据读取、数据单曲线绘图和多曲线绘图、有效制动次数的统计、制动过程车轮和闸瓦温度峰值的提取以及自动生成报表等功能。通过测试分析与验证结果表明,该系统实现了任意时间区段的列车速度、加速度、踏面温度、车轮温度、制动缸压力等曲线的绘制及报表的自动生成,系统可靠、高效、简便,数据处理精度保持与原始数据一致。     

基于轨道车辆轴箱加速度的动态轨道不平顺分析

提出了一种基于加速度积分算法的动态轨道不平顺计算方法,通过剔除趋势项,选择合理的采样比,提高加速度数据对位移的预测精度.建立了引入轨道不平顺的单轮轨模型,由此得出的一系簧下质量的加速度响应能够反映动态轨道不平顺.以某运营线的地铁车辆作为研究对象,排查了其车轮踏面情况对轴箱振动的影响,对不同线路上的轴箱加速度数据进行动态...     

基于Matlab的铁路环境噪声模糊评价

由于某种铁路环境噪声模糊评价方法存在应用的局限性,采用改进的相对隶属度建立指标隶属度模糊矩阵对原方法进行改进.依据模糊数学原理,由改进的实测值隶属度模糊矩阵、改进的指标标准值模糊矩阵和指标权重向量计算得到最优相对隶属度矩阵.由最优相对隶属度矩阵提取级别特征值,得到评价结果.根据铁路环境噪声模糊综合评价步骤,基于Matl...     

跨座式单轨车辆动态包络线计算方法

针对跨座式单轨车辆,介绍其转向架的组成和导向方式,分析影响计算跨座式单轨车辆动态包络线的因素。在《跨座式单轨交通设计规范》(GB50458—2008)计算方法的基础上,借鉴地铁动态包络线计算方法,结合跨座式单轨车辆及其转向架的结构特点,推导得到跨座式单轨车辆动态包络线计算公式,编制限界计算软件。     

基于SolidWorks二次开发技术的机车车辆车轴参数化设计

为适应现代技术发展及产品快速更新的要求,研究了SolidWorks操作平台下,利用VC++语言进行二次开发,结合机车车辆车轴自身特点,完成用户界面设计及参数驱动法实现车轴参数化特征建模,生成了一套具有车轴参数库模块的参数化建模插件.结果显示可以加快设计过程,提高设计质量和效率.     

欧洲铁路开发新的车辆结构

阐述了以降低成本为目的而开发的新型车辆结构，如车辆底架通用化，采用铰按结构与单轴转向架，以及各种新材料车体结构的研制。     

基于iSIGHT的铁道车辆横向稳定性优化设计

提出了一种铁道车辆横向稳定性的优化集成设计方法,其基本原理是采用多体系统动力学分析软件SIMPACK建立铁道车辆动力学模型,采用优化软件iSIGHT,实现与SIMPACK的数据传递与过程集成,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化策略,对铁道车辆悬挂参数进行优化设计,提高铁道车辆的临界失稳速度,改善其横向稳定性。实际分析计算表明,该设计方法可显著提高设计效率。     

编组站阶段计划IDSS的车流推算方法研究

针对编组站阶段计划IDSS的设计,运用聚类分析与逻辑推理的研究成果,提出了一种有效的车流推算实现方法.     

铁道车辆空气弹簧-可变节流阀垂向动态特性的研究

采用有限元与试验结合的方法,准确地描述了空气弹簧变形和接触特性,应用空气动力学、工程热力学和传热学理论建立了空气弹簧垂向动态特性分析模型。经试验验证了模型和方法的正确性。详细分析和总结了激扰频率、幅值、节流孔面积、节流阀弹簧刚度、附加气室容积和内压对空气弹簧动态特性的影响和规律。     

用MATLAB语言设计信号演示分析仪

应用MATLAB语言可以设计表现信号特征、性质的信号演示仪，演示界面利用MATLAB提供的图形界面设计向导设计，主要通过回调函数实现其功能。选择演示界面菜单中的信号类型，输入相关参数，可直接显示相应波形，可以实现利用虚拟平台进行信号分析，为多媒体教学提供了很好的演示工具。