铁路客运列车悬架参数稳健性设计

铁路车辆的悬架参数对车辆运行平稳性和舒适性具有重要的影响.为了保证车辆在动态变化的运行工况下具有良好的稳定性,对车辆悬架参数稳健性进行设计.综合考虑车辆一系悬挂和二系悬挂的车辆六自由度垂向动力学模型与悬架参数对运行平稳性的影响.采用田口方法稳健性设计原理,研究确定了车辆悬架参数稳健性设计流程及悬架设计参数中的可控因素和...     

悬挂式独轨车辆动力学仿真研究

分析了悬挂式独轨车辆的结构特点,并应用软件Simpack建立车辆多体模型,探讨悬挂式独轨车辆稳定性、安全性、平稳性性能评判方法。通过仿真分析不同载客量悬挂式独轨车辆在曲线及横风作用下的响应表明,悬挂车体的横移量及走行轮、导向轮的载荷是车辆的动力学性能重要评判参数,且有相应的限值。讨论导向轮合理的预压力大小的确定方法,并给出计算模型的初步预压力的具体数值。     

轨道交通车辆模态参数辨识方法研究

运用子空间辨识数值算法直接辨识出轨道交通车辆动力学系统的状态方程,对系统矩阵进行特征值分解后获得模态频率和阻尼比,运用稳态图来确定系统的物理极点,最后获得所识别系统的模态参数。利用此法,对轨道交通车辆垂向仿真模型进行了模态参数辨识研究。研究结果表明:如以轨道不平顺作为车辆输入、以车体和构架的位移响应作为系统输出进行辨识,则即使在噪声信号较大时,仍能获得良好的识别效果;运用仿真模型的加速度输出信号进行辨识时,车辆模态参数的识别精度受噪声影响很大;当噪声信号为原信号的5%时,以构架加速度作为输入、车体振动响应作为输出,仍能有效地识别车体的模态参数。     

中低速五转向架磁浮车辆运动学描述与计算

满足运动学要求是磁浮车辆结构设计的基本要求。以D-H变换为理论基础,结合不同类型的线路参数,采用不同方法求解中低速五转向架磁浮车辆在不同曲线上车厢与转向架之间的位姿关系;并建立走行机构二次系模型,给出正、反解解析式,最后根据所求得的车厢与模块位姿关系,以及二次系的运动学模型的解析表达式相互间的对应关系,计算出走行机构二次系各个关键构件的运动范围。     

基于递阶神经网络的轨道车辆振动状态预测

车体振动加速度是反映车辆振动状态及轮轨接触性能的重要参数。运用机器学习方法,结合车辆动力学模型,构建了轨道输入参数对车辆振动反映的神经网络预测模型。通过SIMPACK动力学仿真软件获得模型的输入与输出,为提高模型的预测精度,运用遍历法确定了网络的时延阶数、隐节点等模型参数。仿真结果表明,该模型可以准确预测出在不同轨道不平顺激励下的车体振动加速度。     

摆式车辆液压伺服系统优化设计

介绍了摆式车辆倾摆机构采用液压伺服系统的优缺点及液压伺服系统的优化设计原理和计算方法.在阀控液压缸最佳匹配参数解析计算方法的基础上,得到了按实车设计的摆式车辆液压伺服系统优化设计结果.     

悬浮跨接走行模式下无轨列车的几何循迹策略

针对悬浮跨接走行模式下无轨列车的循迹控制问题，提出了一种基于车辆转向运动的几何循迹控制策略，即头车前轴采用驾驶员模型控制，其余后轴采用基于几何循迹算法的跟随控制方法。推导了车辆的单轨运动学模型、稳态几何循迹算法和瞬态几何循迹算法的后轴车轮转向角表达式，并通过Simulink软件进行数值仿真，验证了所提几何循迹策略的准确性。研究结果表明：采用稳态几何循迹算法和瞬态几何循迹算法均可实现列车的循迹控制，瞬态几何循迹算法的循迹控制性能略优于稳态几何循迹算法；所提算法可以优化悬浮跨接走行模式下无轨列车的循迹控制策略，提高列车的运行稳定性。     

面向交叉口通行轨迹离散性的交通流模型参数标定方法

为了更准确地描述交叉口内部通行轨迹的离散性,基于车辆轨迹模型,提出了基于聚类的多变量分布交通流模型参数标定方法。首先,基于上海市5个交叉口的高精度视频轨迹数据,对各通行车辆轨迹模型的参数进行拟合,得到400组驾驶行为参数数据。随后对数据在不同交叉口和不同流向上的差异性进行分析,确定标定的分组。进而,提出基于聚类的多变量分布法,采用聚类方法先将驾驶人分类,再通过多变量分布法标定每一类驾驶人行为参数。同时为了反映标定效果,将其与采用传统的边际分布法和多变量分布法的标定结果进行对比。最后分别利用上述3种标定结果对参与驾驶行为标定的交叉口和新交叉口各流向车流轨迹进行仿真,并采用轨迹重合度指标评价模拟结果与现实的吻合程度,对所提出的模型参数标定方法效益进行检验。研究结果表明,驾驶人行为参数取值与流向的相关性显著,所提出的基于聚类的多变量分布法能较好地描述交叉口的轨迹分布现象,对于参与驾驶行为标定的交叉口,轨迹分布的重合度可达到90%以上;对于未参与驾驶行为标定的新交叉口轨迹分布的重合度也能达到88.5%。相比于以往的交通流参数标定方法,所提方法的优势主要体现在对转向车流通行轨迹离散性的描述。     

30t及以上轴重货车动力性能仿真研究

随着我国铁路货运量的迅速增加,重载运输己成为我国铁路运输的主要发展方向.为了适应我国25t以上轴重重载货车运输的发展,首先建立了25 t轴重重载货车动力仿真模型,在此基础上对30 t和35 t轴重条件下车辆模型的关键参数等进行了动力学分析,优化了30 t和35 t轴重货车模型的参数取值.利用所确定货车模型参数,建立30 t和35 t轴重重载货车-轨道动力仿真模型,计算分析车辆-轨道各项动力响应,相应指标符合规范中优良等级要求.通过不同速度下的动力学响应分析,对30 t和35 t轴重重载铁路的运行速度进行初步探究,建议我国30 t和35 t轴重货车适宜的运行速度为100 km/h.     

防滑器的工作指标

介绍了防滑器在进行试验台试验和线路试验时的作用判断标准,以及车辆制动的数学模型,并给出了确定标准和模型所需的数值计算方法。     

中低速磁浮列车系统振动响应的非线性度分析

基于磁浮列车车辆—轨道—桥梁耦合动力学、电磁学、控制学和现代信号分析理论,采用数学建模与数值计算方法研究磁浮控制系统不同参数状态下车辆振动响应的非线性特征(非线性度).首先建立中低速磁浮列车—轨道—桥梁的耦合动力学模型和PID悬浮控制模型;然后编制数值计算程序,计算车辆系统在不同控制参数下的动力学响应及其非线性度指标;...     

高速列车车下设备模态匹配及试验研究

本文提出计算整备状态下高速列车车体垂向一阶弯曲模态频率的数值及解析方法,研究并阐释车下设备对整备状态下车体模态频率的影响机理。基于解析方法及隔振理论,提出车下设备与车体模态匹配原则,设计车下设备悬挂参数,并针对设计结果进行试验验证。结果表明,数值方法计算精度高,但不便于工程运用,而解析方法在保证计算精度的同时,能够直接运用于车下设备悬挂设计;相对于刚性吊挂而言,车下设备采用弹性吊挂时,整备状态车体的垂向一阶弯曲模态频率会得到明显提升;车体与车下设备模态频率的合理匹配可有效避免二者间共振的发生,针对所研究的高速车辆,当独立设备固有频率设计为6.5Hz时,设备自振频率能够与车体垂向一阶弯曲模态频率有效分开。在整个运行速度区间内,车辆可以获得良好的运行平稳性,同时车下设备振动亦不剧烈。     

货车车体焊接结构疲劳寿命评估反问题研究

为在规定的设计寿命下确定车辆结构的设计细节,推导了基于AAR标准的货车车体焊接结构在多栽荷谱作用下的疲劳评估反问题的解析表达式.以某出口货车车体为例,给出了基于AAR标准进行焊接结构疲劳评估反问题分析的全过程.分析结果表明,文章所提出的方法可以高效地求出指定设计寿命下焊接结构的设计应力,可为改进车辆设计方案和实现等寿命设计提供理论依据.     

袖阀管劈裂注浆加固技术数值模拟研究

应用ABAQUS非线性有限元分析软件,对采用袖阀管劈裂注浆技术加固的粉土路基进行了数值模拟研究.通过对袖阀管劈裂注浆施工方法和作用机理的分析,确定对粉土路基采用三维弹塑性模型和Mohr-Coulomb屈服准则进行模拟,袖阀管桩采用三维弹性模型.通过试验确定模型计算参数,模拟对比分析了粉土路基加固前后的稳定性安全系数,并对位移、受力和塑性进行分析.数值模拟结果表明,袖阀管劈裂注浆加固粉土路基效果显著.     

车辆动力学系统横向稳定性的鲁棒性分析

用不确定多自由度动力学模型描述高速车辆动力学系统，以多自由度线性系统的鲁棒稳定性分析方法为基础，考虑独立参数摄动和非线性不确定性，应用李雅普诺夫稳定性理论导出了系统的横向稳定性条件，并应用该方法分析了一个承受不确定悬挂的车辆轮对的鲁棒稳定性实列，给出了稳定参数域。     

铁路车辆运行平稳性指标的测试精度分析

根据《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范,》建立了车辆运行平稳性指标的测量模型,对平稳性结果的不确定度评价方法进行了探讨:以实际系统为例给出了车体振动加速度误差源及其不确定度分量,研究了误差的非线性传递函数。对所研究系统的实测数据的不确定度分析表明:其垂向、横向平稳性指标的扩展不确定度均小于0.1.     

高速铝合金客车的弹性振动分析

建立了高速铝合金客车的整车有限元仿真模型.通过动力学响应分析,解析了车辆的弹性振动特性.分析了车辆在不同激励下的弹性振动响应及其对平稳性的影响.     

基于胎-梁耦合的湿滑跨座式单轨梁面抗滑性能研究

为了确保跨座式单轨车辆在不同工况下的行车安全,针对跨座式单轨车辆在雨天、冰雪、潮湿环境下的运行状态进行研究。基于流-固耦合算法(CEL)和有限元方法构建耦合关联的轮胎-梁面模型,在此基础上研究不同积水深度、不同行车速度条件下,轮轨垂向力和轮轨应力等参数的变化情况,解析水膜厚度与轮轨垂向力以及轮胎应力之间的关系。研究结果表明：接触参数数值变化受到梁面抗滑性能影响,这是引发行车安全问题的主要诱因。车辆轮胎接触垂向力随着梁面积水厚度的增加快速降低,从而引起车轮漂移、瞬间打滑现象。研究成果可为跨座式单轨制定行车安全的保障措施提供理论依据。     

地铁直线电机车辆曲线通过仿真

为了研究地铁直线电机车辆的曲线通过性能,建立了直线感应电机的电磁力学模型,在此基础上建立了地铁直线电机车辆机电耦合系统动力学模型,并将其与传统地铁车辆的动车和拖车进行对比研究.仿真结果表明:所建立的直线电机力学模型,可以满足动力学仿真的实时性要求;线路参数和行车速度与车辆曲线通过动力特性密切相关;地铁直线电机车辆和传统...     

基于解析法和数值法反演哈尔滨漫滩区水文地质参数

含水层水文地质参数反演的准确性直接关系到水文地质条件判别的合理性,影响地下工程地下水控制的方案设计、施工安全及造价.目前并无完全适用的解析法来计算水文地质参数.以哈尔滨地铁4号线一期第1标段漫滩区科技五街站抽水场地的抽水试验数据为基础,采用稳定井流Dupuit计算公式、非稳定流Theis计算公式和水位恢复法等解析法,计算出漫滩区浅层含水层渗透系数为35.9～71.3 m/d,平均值为54.1 m/d.利用FEFLOW软件建立了抽水试验场地地下水流数值模型,对水文地质参数进行反演,得到渗透系数为44.5 m/d.结果 表明,通过数值模拟的水文地质参数反演结果与多种解析法计算的结果接近,进一步验证了水文地质参数取值的可靠度.