120km/h交流传动货运电力机车动力学性能仿真分析及评估

运用机车车辆—轨道耦合动力学理论及其动力学仿真软件TTISIM ,仿真计算了 12 0km/h交流传动货运电力机车在弹性轨道结构上的整车动力学性能 ,并根据铁道机车车辆动力学性能评定标准和规范对该机车动力学性能作了全面、综合评估。研究结果表明该机车非线性临界速度较高 ,具有较大的稳定性裕度 ;动态曲线通过时的安全性指标能够满足安全行车要求 ;在直线轨道上运行时车体平稳性指标属于优良等级 ;以 5 0km/h侧向通过 12号固定辙叉道岔时的安全性指标均在合格限值范围之内     

时速140km轨道车动力学性能仿真分析

运用机车车辆一轨道耦合动力学理论及其动力学仿真软件TTISIM，仿真计算了140km／h轨道车在弹性轨道结构上的整车动力学性能，并根据铁道机车车辆动力学性能评定标准和规范对该轨道车动力学性能作了全面、综合评估。研究结果表明：该轨道车非线性临界速度较高，具有较大的稳定性裕度；所有止挡间隙均能满足通过最小半径曲线时的要求；动态曲线通过时的安全性指标能够满足安全行车要求；在直线轨道上运行时车体平稳性指标属于合格及以上等级；以50km／h侧向通过12号固定辙叉道岔时的安全性指标均在合格限值范围之内。     

“天梭”号电力机车参数优化及动力性能仿真分析

基于机车车辆-轨道耦合动力学理论,运用经多次实车线路试验验证的动力学仿真软件系统TTISIM,研究了部分悬挂和结构参数对“天梭”号交流传动电力机车运动稳定性的影响,仿真计算了该机车在弹性结构轨道上的整车动力性能,并根据铁道机车车辆动力性能评定标准和规范对该机车动力性能作了全面、综合评估。研究结果表明：合理选择动力学参数有利于提高机车运动稳定性;机车参数改进后能满足200km／h高速运营的需要,所有动力性能指标均具有不同程度的安全裕度。     

轮轨结构参数对列车运动稳定性的影响

基于车辆—轨道耦合动力学理论,运用动力学仿真软件TTISIM,系统地分析和探讨了机车车辆的抗蛇行减振器,一系悬挂刚度,转向架轴距,车轮踏面锥度对临界速度的影响,以及轨距,钢轨小反,轨底坡,扣件刚度和阻尼等参数对列车稳定性的影响。指出在计算机车车辆的临界速度时,不仅要考虑整车的结构参数和模型,还应把轨道模型和结构参数纳入整个模型和分析过程。这对铁路机车车辆结构参数优化设计,提高或改善机车车辆运动稳定性,及既有线提速改造和高(快)速铁路修建等工程问题均具有实际意义。     

SS7E机车与SS7E模块化机车动力学性能比较与分析

基于机车车辆一轨道耦合动力学理论，运用TTISIM动力学仿真软件系统，分析SS7E机车与SS7E模块化机车在弹性结构轨道上的整车动力学性能，并进行了详细的对比分析。研究结果表明：SS7E模块化机车与SS7E机车相比运行稳定性略优，曲线通过时的安全性能相当，直线运行平稳性十分接近。     

车辆—轨道相互作用统一模型及软件的试验验证

理论模型与模拟软件是研究机车车辆与轨道动态相互作用的必要工具。本文以历次主要的轮轨动力学现场试验为基础，对所建立的车辆－轨道相互作用统一模型及其计算机仿真分析软件ＶＩＣＴ，进行了全面系统的试验验证。结果表明，该模型及ＶＩＣＴ软件正确可靠。     

机车车辆在滚动振动试验台上蛇行运动稳定性计算

滚动振动试验台在测试机车车辆动力学性能时，轨道轮与实际线路的差异会造成测试结果出现偏差。文章利用SIMPACK软件建立6轴机车模型．模拟滚动振动试验台6轴机车试验，分析轨道轮半径、车轮踏面斜率对机车车辆蛇行运动稳定性的影响。     

机车车辆轨道扭曲抗脱轨能力评价

介绍了澳大利亚于2009年颁布的AS 7509.1《铁路机车车辆—动力学性能—第1部分:机车车辆》中机车车辆在扭曲测试轨上脱轨安全性测量方法,在SIMPACK软件中模拟AS 7509.1标准中的实验扭曲轨道条件,进行车辆脱轨安全性计算方法.与欧洲在2005年颁布的BS EN 14363《铁路设施—铁路车辆运行特性的验收试验—运行性能试验和稳定性试验》中计算机仿真评价机车车辆低速抗爬轨能力方法进行比较分析得出,AS 7509.1标准比BS EN 14363标准验证车辆适应轨道扭曲能力的计算方法更可靠,适用性更广.     

机车-轨道空间耦合动力学模型及其验证

基于车辆-轨道耦合动力学理论，以六轴机车为例，建立了机车-轨道空间耦合动力学模型，并编制了相应的计算机仿真软件，通过与实车线路试验结果进行比较，表明该模型及其仿真软件是正确可靠的，可以用于分析研究机车与轨道的动态相互作用问题，进行机车动力学综合性能预测评价。     

某高速铁路水下隧道线路平纵断面方案研究

狮子洋隧道是广深港铁路客运专线的控制工程,设计中对2个线路平面方案和2个纵断面方案从行车安全性与舒适性、施工难度、运营期事故处理难度、工程造价、工期等多方面进行比较,其中行车安全性与舒适性采用铁道机车车辆-轨道耦合动力学理论及其仿真分析系统TTISIM进行评估。研究表明,采用30‰和34‰大坡度的短隧道桥隧结合方案行车安全性与舒适性差,且施工难度、运营事故处理难度均较大,因此不宜采用。在长隧道方案中,经沙仔岛的平面方案动力学性能略优于经海鸥岛的平面方案,因此推荐采用经沙仔岛的长隧道方案。     

SS7E型电力机车横向晃动问题的理论分析

基于系统工程思想，运用TTISIM动力学仿真软件，详细分析了机车在直线轨道上车体与构架横向振动位移，发现该机车在80km／h和100-130km／h速度范围之内存在较剧烈的横向振动现象。这与目前该机车在试运行过程中所发现的问题相一致。为有效地抑制机车横向异常晃动，在保持转向架结构不变的前提下，对机车悬挂参数进行了优化，并在此基础上提出了2套综合改进方案。     

不同截止频率下轨道不平顺对车辆垂向振动的影响

为研究地铁车辆在不同波长不平顺轨道上的乘坐舒适性,通过模拟轨道不平顺的时域样本,分析了不同截止频率下轨道不平顺样本对车辆垂向振动的影响,得出了轨道不平顺频率或波长对地铁车辆运行舒适性的影响及规律.结果表明,从抑制车体垂向振动的角度出发,应严格控制10 m～30 m波长的轨道不平顺.     

高速行车条件下轨道几何不平顺敏感波长研究

应用车辆-轨道耦合动力学理论及分析软件TTISIM,研究轨道几何不平顺波长变化对高速车辆系统动力响应影响,探讨高速行车条件下轨道几何不平顺敏感波长问题。结果表明:在250～400km/h行车速度域,高速列车系统动力响应指标随轨道不平顺波长变化存在一个幅值相对较大区间;轨道不平顺类型和行车速度不同,敏感区间对应轨道不平顺波长范围亦不相同。综合对比发现:在250～400km/h行车速度域,轨道高低、方向和水平不平顺在长波段敏感波长范围分别约为80～160m、40～120m和50～160m;在相同行车速度条件下,轨道扭曲不平顺在长波段敏感波长范围约为40～100m。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

绝对空间中的铁道车辆非线性动力学仿真

从铁道车辆三维可视化建模和仿真要求出发,基于面向对象软件技术,本文叙述了绝对空间中铁道车辆非线性动力学仿真的有关力学原理和计算结构,特别是Hertz理论在空间轮轨弹性碰撞中的完整应用。并用编制的仿真软件VSDS对ManchesterBenchmarks的客车模型进行了曲线通过工况仿真,指出绝对空间中铁道车辆非线性动力学仿真的可行性和实用性。     

北京地下直径线橡胶浮置板道床动力仿真计算及适应性分析

针对北京地下直径线两处小半径大坡道地段环境振动敏感点,进行铺设橡胶浮置板道床的适应性分析,为国内干线铁路环境敏感点减振轨道选型及振动控制提供理论基础。利用有限元软件,建立列车-橡胶浮置板轨道-隧道基础三维动力分析模型,对其传递特性进行分析,对最不利工况进行动力计算及适应性分析。研究结论:(1)得出橡胶浮置板道床固有频率为16.75 Hz,并在27.3 Hz之后能明显起到隔振作用;(2)通过对动车组和SS9型机车通过直线段和曲线段的全过程进行动力仿真计算,橡胶浮置板道床的行车舒适性、安全性都满足规范要求。     

浮置板轨道结构对地铁车辆轨道耦合系统动力性能影响分析

以北京地铁6号线车辆为样本,研究了浮置板轨道对于车辆轨道耦合动力学模型的影响。建模时将浮置板轨道考虑成柔性体,用有限元实体单元建模,并利用模态叠加法进行求解。仿真后得出如下结论:与轨道不平顺引起的冲击相比,采用浮置板轨道后所产生的枕跨冲击、过渡冲击、轨道板冲击并不明显。车辆在浮置板轨道上行驶时,其竖向悬挂系统能够较好地降低轮轨的冲击力;轨道垫板刚度的主要影响是频率在60~150 Hz范围内的振动,对低频振动影响较小。随着轨道垫板刚度的变大,轮轨垂向力和轮重减载率逐渐变大,但其对轮轴横向力和脱轨系数影响很小,对车体振动几乎没有影响。轨道垫板刚度的主要影响是频率在10 Hz左右的轨道板的振动,对浮置板钢弹簧支承力的影响较小,即对路基的减振效果影响较小。     

基于SIMPACK和EWT的钢轨核伤仿真分析

针对钢轨核伤仿真缺乏、核伤检测难的问题,采用SIMPACK构建车辆-轨道多体动力学模型,采用ANSYS软件和FEMBS接口进行弹性钢轨核伤建模与集成,从而实现不同核伤情况下车辆轴箱振动响应的计算机仿真。引入经验小波变换（EWT）对轴箱振动信号进行信号分析,采用边际谱进行核伤特征频率辨识,进行不同速度及核伤情况下的仿真。仿真结果表明,所构建的车辆-轨道多体动力学模型能够实现钢轨核伤的计算机仿真。对轴箱振动信号进行经验小波变换,得到的“W”型振动模态幅度和边际谱分析能够表征钢轨核伤尺寸及特征频率,从而验证了EWT方法的可行性。