基于多学科仿真的制动盘优化设计

建立了参数化的制动盘模型,并根据制动盘的实际运用,实现了热—机械耦合的多学科仿真,得到制动盘温度及变形.通过识别制动盘主要结构尺寸参数作为设计变量,并建立基于设计变量的特征参数的驱动关系,从而建立了基于设计变量的参数化模型.进而,以制动盘摩擦面温度及摩擦环刚度作为约束条件,以制动盘整体质量最轻作为优化目标,通过试验设计...     

沙粒内禀尺度对道床宏细观力学特性影响研究

从数学领域的随机填充法入手,建立不同沙粒尺寸自组织轨道结构离散元分析模型,并借助"胞分法"保证沙粒粒径改变前后颗粒体系质量守恒.开展风沙区铁路轨道结构动测试验,标定接触模型的微观参数,验证离散元模型的正确性.在此基础上,利用不同沙粒粒径的数值试验,进行系统的道床宏细观力学特性分析.结果表明:沙粒内禀尺度愈小,道砟平均接...     

TBDS轮轨耦合模型的仿真验证及其应用

为全面研究轮轨系统垂南动力作用，开发了较复杂的铁木辛为梁单元的非线性轮轨垂向动态耦合模型与仿真软件，用之仿真国外著名的轨道试验，取得较原来更为逼真的结果，并在更深的层次上阐述了过程的物理意义，此外，还据此研究了低动力三大件转向架的可行途径，这一模型将为我国高速或重载轮轨相互作用研究，低动力转向架的开发以及轨道结构及参数的合理选择适用工具。     

基于离散元理论的粗粒土三轴试验细观模拟

基于三维离散元颗粒流理论,综合考虑颗粒间黏结力,确定颗粒接触本构关系,建立有黏结材料工程性质的数值仿真模型,实现对粗粒土工程力学特性的模拟。根据某粗粒土室内三轴试验结果和大量数值试验,对颗粒流数值模型进行标定,精确再现室内试验的加载曲线。基于标定后的颗粒流模型,针对不同的试样加载过程,分析不同应力路径下的力学响应。通过对颗粒流试样细观参数的进一步分析,研究试样的颗粒间的摩擦系数、细观连接强度以及孔隙率对宏观力学特性的影响。揭示模型细观参数对宏观力学响应的影响,研究结果表明：通过控制细观参数可实现对宏观力学响应的调整,并据此给出细观参数选取的若干建议,为今后的颗粒流模拟试验提供参考。     

7N01铝合金Johnson-Cook模型参数的反算方法

对动车组用7N01铝合金进行准静态单向拉伸试验,获取应力-应变曲线。采用曲线拟合和有限元仿真优化相结合的方法反算铝合金Johnson-Cook模型参数:通过曲线拟合方法确定模型初始参数,将其代入有限元模型,应用HyperStudy软件实现与有限元模型及求解器的数据传递与过程集成,采用遗传算法和自适应响应面法对材料参数进行优化,并将优化后的有限元仿真结果与拉伸试验结果进行对比。结果表明:利用遗传算法和自适应响应面法反算材料参数,优化收敛速度快,仿真数据与试验数据吻合度高,2种方法均可以用来进行参数反算的优化。     

南京地铁（融）土热物理参数试验研究

在南京地铁地基勘察阶段取原状土样进行室内土热物理参数测试和土工试验.土热物理参数中的比热容采用差示扫描量热仪DSC-6测试,导热系数采用TC Probetm热导仪测试,导温系数通过计算得到.对土热物理参数与一般土工参数间的关系分别进行回归分析.结果表明:南京地基黏性土样热物理参数分别与含水率、湿密度、孔隙比、液性指数、压缩模量、标贯6个一般土工参数的一元回归模型的相关系数的在0.93左右,说明热物理参数与一般土工参数具有密切相关关系;热物理参数与塑性指数、孔隙比、湿密度3个一般土工参数的三元回归模型的相关系数分别为0.866 5,0.824 4,0.685 1,说明热物理参数与前两者属强相关关系.     

应用动力吸振器降低动车组司机室内噪声

通过试验和仿真相结合的方法,研究动车组司机室车体结构的结构特性和隔声性能,分析加筋板结构低频振动与隔声性能的特殊关系.基于司机室板筋结构的声振特性,设计动力吸振器,优化动力吸振器参数,通过Virtual.Lab仿真软件计算结构的振动响应,分析动力吸振器对加筋结构的减振效果,得出最优的吸振器布置.仿真结果表明,通过施加动...     

基于列车运行仿真和SVR组合的地铁新线牵引能耗预测方法

新线牵引能耗预测可用以辅助线路的规划设计及列车选型,进而实现牵引节能.地铁新线牵引能耗受线路条件、列车属性等因素的综合影响,传统的仿真方法简化多种参数,而大数据预测方法忽略列车物理运动过程,均难以保证新线牵引能耗的预测效果.因此,提出一种将列车运行仿真与支持向量回归(SVR)相结合的组合预测方法预测地铁新线牵引能耗,并采用交叉验证方法及遗传算法对SVR参数进行寻优.研究结果表明:仿真与SVR相结合的组合预测方法优于单一预测方法,在95％的置信水平下,地铁新线牵引能耗预测精度可达90％.     

基于列车运行仿真和SVR组合的地铁新线牵引能耗预测方法

新线牵引能耗预测可用以辅助线路的规划设计及列车选型,进而实现牵引节能.地铁新线牵引能耗受线路条件、列车属性等因素的综合影响,传统的仿真方法简化多种参数,而大数据预测方法忽略列车物理运动过程,均难以保证新线牵引能耗的预测效果.因此,提出一种将列车运行仿真与支持向量回归(SVR)相结合的组合预测方法预测地铁新线牵引能耗,并采用交叉验证方法及遗传算法对SVR参数进行寻优.研究结果表明:仿真与SVR相结合的组合预测方法优于单一预测方法,在95％的置信水平下,地铁新线牵引能耗预测精度可达90％.     

铁路提速及重载货车转向架交叉支撑技术的研究与应用

阐述了铁路货车三大件转向架交叉支撑技术的作用原理和技术关键,并应用动力学仿真软件研究了车辆的动力学性能与交叉支撑装置特性参数的关系,应用疲劳理论和试验研究手段对交叉支撑装置的可靠性和结构进行了研究改进,完善了提速、重载货车转向架的结构及参数,提高了交叉支撑装置的使用寿命和交叉支撑转向架的可靠性.应用转向架参数测试台对交叉支撑转向架进行了系统的参数测试,并通过线路动力学试验验证了装用交叉支撑转向架的货车可满足我国铁道车辆动力学规范的要求.     

160 km/h市域车真实载客工况下的弓网关系研究

介绍广州地铁18、22号线路弓网试验研究项点,设计不同速度等级弓网关系试验,研究不同速度等级下接触网动态几何参数、弓网接触力、燃弧、硬点参数特性.为该线路开通运营提供依据,为以后类似线路建设及运营提供借鉴和参考.     

轨道交通车辆层状弹簧结构参数对其垂向刚度的影响

针对层状弹簧结构参数对其垂向刚度性能影响的问题,基于层状弹簧设计及生产应用经验,利用有限元仿真分析和试验相结合的方法,分析研究了橡胶层外径、橡胶层内径以及胶层厚度等层状弹簧关键结构参数对垂向刚度影响的规律,确定了层状弹簧垂向刚度理论计算公式,并进行了验证分析.结果 表明:层状弹簧橡胶层外径对垂向刚度影响效果最为显著,起正向影响作用,影响灵敏度值约为5.5～7.7;橡胶层内径为负向影响,影响灵敏度值约为-1.7～-2.5;胶层厚度为负向影响,影响灵敏度值约为-2.1 ～-2.5;胶层数与垂向刚度呈反比影响关系.同时验证了理论计算公式的准确性.     

一种柴油机工作过程参数优化方法

以研究换气过程参数对其燃烧特性(滞燃期)的影响为例,说明采用正交试验的方法,结合AVL FIRE软件对工作过程进行模拟计算,利用多元线性回归模型建立进气参数与放热率参数的影响关系,并采用MATLAB软件实现对方程的计算与寻优的优化方法.结果证明,该优化方法是可行的,可拓展到柴油机工作过程其他参数的过程优化.     

客运专线两桥（隧）之间短路基合理设计参数研究

本文针对山区客运专线难以完全避免的桥与桥、桥与隧、隧与隧之间短路基问题，运用车辆与线路耦合作用的动力学仿真分析方法，研究了桥隧间短路基不同路基长度、不同路基参数对不同行车速度条件下车辆运行舒适性的影响，并在遂渝线200km／h速度综合试验段进行了相关的动力学响应测试，初步掌握了桥隧间短路基的动力学特性，并提出了相应的路基设计参数建议。     

戈壁地区高速铁路路基填筑试验研究

通过兰新铁路第二双线路基试验段某工点戈壁土现场填筑试验,采用地基系数、静态变形模量、动态变形模量、孔隙率4种参数对路基质量进行检测,探讨戈壁土的物理特性、含水率、碾压机械、压实厚度等不同施工参数对压实效果的影响,提出合理碾压组合工艺。由力学检测指标间相关性分析表明各指标间具有一定的相关性,但相关性一般。由物理检测指标间相关性分析可知孔隙率检测标准有待减小。提出戈壁地区压实检测标准建议值,现场实测时建议以地基系数和孔隙率或压实系数为主,可有效保证填筑质量,加快施工进度。研究结果可为类似工程质量控制、检测提供参考。     

高压共轨喷油器关键结构参数对喷射性能影响的仿真分析

高压共轨喷油器是高压共轨喷油系统中的最重要执行部件之一,其喷射特性的优劣将直接影响发动机的燃烧过程.由于高压共轨喷油器结构复杂,影响喷射性能的结构参数众多,因此为了了解喷油器众多参数对喷射特性的影响趋势以及影响程度,找出其中影响喷射特性的关键结构参数和运行参数、弄清这些关键参数在喷油器设计中的的选取原则,对其进行仿真分析是十分必要的.基于仿真模型对喷油器的关键结构参数进行变参数研究,以分析这些参数对其响应特性、喷油规律等动态性能的影响,探讨各关键参数的设计原则.     

磁轨制动器主要部件参数的最优仿真设计

为研究磁轨制动器各子部件的结构和安装方式对其性能的影响,分析了磁轨制动器的结构组成,以减重和制动吸力为目标,对铁心和磁轭、磨耗板、减重倒角及线圈等子部件的参数进行最优值计算.仿真分析了制动器与轨面间隙不同时的吸力值,得到了最优磁轨制动器与轨面间的最优间隙.     

京津城际路基试验段内软黏土剑桥模型参数优化

研究目的:京津城际铁路在天津段内广泛分布软土,其成因类型主要为冲积、海积,局部为湖沼堆积;岩性为各类黏性土、粉土、砂类土等,夹淤泥、淤泥质黏土、淤泥质粉质黏土.上述土体含水量、孔隙比较大,所以在路堤荷载及列车荷载作用下的沉降变形较大.为满足无砟轨道路基工后沉降的要求,设立路基试验段进行工后沉降的专项研究,为数值模拟计算提供依据.研究结论:剑桥模型属于等向硬化的弹塑性模型,适用于京津城际路基试验段内软土,模型考虑了材料的静水压力屈服特性、压硬性、剪缩性以及加卸载的影响;模型的试验参数测定方法简单,易于应用推广;选取修正剑桥模型作为本构模型较为科学合理.从三轴试验(加荷、卸荷)中得到试验曲线,为剑桥模型提供了必要的参数,为数值模拟计算提供了依据.通过改造三轴仪进行固结试验,并与普通三轴试验数据进行综合分析提高了试验精确度,实现了模型参数的优化,为剑桥模型在高速铁路路基工后沉降计算方面的研究提供了一种可靠的参数.     

磁轨制动器主要部件参数的最优仿真设计

为研究磁轨制动器各子部件的结构和安装方式对其性能的影响,分析了磁轨制动器的结构组成,以减重和制动吸力为目标,对铁心和磁轭、磨耗板、减重倒角及线圈等子部件的参数进行最优值计算.仿真分析了制动器与轨面间隙不同时的吸力值,得到了最优磁轨制动器与轨面间的最优间隙.     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.