高速铁路机车车辆关键技术分析

针对高速铁路机车车辆应普遍具有的牵引传动技术、复合制动技术、高性能转向架技术、车辆轻量化技术、外形的空气动力学设计技术、高速列车的控制、检测和诊断技术、车辆间密接式连接技术、车厢密封减噪及集便排污技术、高速列车倾摆技术、高速受电弓技术等十大关键技术进行分析，提出高速列车应进一步完善的技术问题。     

近代高速列车技术进展

论述了近代高速列车的发展趋势是运行速度不断提高，RAMS不断增长，降低LCC，动力装置配置采用动力分散式；介绍了近代高速列车采用的新技术、新结构，其中包括大功率交流传动系统、高速转向架、高速制动技术、高速车体技术、车内环境及排污技术、列车监控与诊断技术等；最后阐明了近代高速列车维修现状及发展趋势。     

面向PHM的高速列车谱系化产品技术平台开发和实践

为实现不同速度等级、不同运用环境下高速列车的快速设计、快速制造以及保证谱系产品的健康运营和管理,提出并构建由数据平台、设计平台、制造平台和健康管理平台组成的面向故障预测与健康管理(PHM)的高速列车谱系化产品技术平台.首先,剖析高速列车谱系化与健康管理平台的融合机制,集成零部件研制与使用阶段的研发数据;其次,从技术架构...     

现代高速列车维修新进展

论述了现代高速列车维修的新观念和新发展,其中包括高速列车维修的系统工程观点、故障和维修质量的新观念;高速列车维修制度的发展及其维修制度改革;阐明了高速列车维修相关技术的新进展,其中包括高速列车维修性设计、诊断技术、维修信息系统和维修基地。     

架桥机跨武广高速铁路时的抗风稳定性研究

以计算流体力学Fluent软件为仿真平台,采用"动网格"技术,编写UDF列车行驶路线程序,对在强侧风作用下,高速列车以不同方式通过架桥机下导梁进行数值模拟。在列车多种运行方式的情况下,计算强侧风与列车风对导梁的冲击载荷与气动力。并对下导梁的跨中断面进行布点监测,揭示列车通过架桥机导梁下方区域时下导梁周围气流的速度和压力值空间分布规律,从而研究各工况下列车风对导梁的气动作用,为施工单位评估架桥机的安全稳定性提供结论和建议。     

瞬时风速对高速列车安全运行的影响及其控制

研究目的:客运专线高速列车安全运行的风险值研究至关重要.通过对最大瞬时风速和大风盛行风向的研究分析,得出高速列车倾覆的风险值及线路与风向夹角,对客运专线高速列车安全运行构成一定影响, 为客运专线大风天气下列车安全运行技术标准的制定提供科学依据.研究结论:以最大瞬时风速2年一遇设计值确定高速列车安全运行风险度或车速限值:当V2_max>30.0 m/s时列车停运、30.0 m/s ≤V2_max≤20 m/s时列车限速、V2_max ≤15.0 m/s时列车正常运行.最大瞬时风速2年一遇设计风速为客运专线高速列车安全运行提供了一个具有安全性,又有风险度等级的直观评判指标.     

国外高速铁路机车车辆关键技术的研究

国外高速列车采用交流牵引电机控制技术,其转向架要与总体模式相兼容,使列车的牵引和制动、导向及曲线通过性能和运行平稳性能达到良好的统一。高速列车的控制与诊断系统可确定故障的位置,提出应急处理方案或通知地面维护部门。此外,国外高速列车还采用了复合制动技术,车体结构设计及其轻量化技术,车厢密封、环境控制及卫生排污技术,轻量化材料、减振材料、密封及制动材料等。通过对这些关键技术的分析研究,为我国客运专线试验、运行和维护以及配套技术系统提供参考和借鉴。     

头部控制线形状对高速列车气动噪声的影响

为研究头部控制线形状对高速列车气动噪声的影响,建立3种纵向剖面线和3种水平剖面线组合下的9种高速列车头型。利用大涡模拟技术计算高速列车车头表面的脉动压力,并作为远场气动噪声计算的输入。根据高速列车运行的实际情况,利用半自由空间的Green函数求解FW-H方程,给出考虑地面效应时的远场声学积分公式,并研究高速列车头部纵向剖面线形状和水平剖面线形状对远场气动噪声的影响。研究结果可为高速列车流线型车头的降噪设计提供参考。     

桥下高速行驶列车对桥梁主梁位置风环境的影响研究

高速列车行驶时对周围的压力场和速度场产生强烈的变化,激烈的空气动力效应对周围环境产生一定作用,从而影响周围建筑和结构的抗风安全性。由于采用风洞试验测试手段研究此类问题在技术上尚存在难以克服的困难,因此,以计算流体力学Fluent软件为仿真平台,采用"动网格"技术,编写UDF列车行驶路线程序,对无侧风、微小侧风以及桥梁设计侧风速作用下高速列车以不同列车速度通过桥底的数值模拟,并对行车路线方向的桥梁主梁断面进行布点监测,给出高速列车通过桥底区域时的速度和压力空间分布规律,计算各侧风速、不同列车速度情况下列车风对桥梁主梁局部位置的冲击载荷,从而研究各工况下列车风对桥梁主梁的气动作用,为桥梁设计单位提供具有参考价值的结论和建议。     

高速列车性能化防火设计方法研究

大量聚合物材料的使用、全列密封式设计为高速列车防火安全带来了新的挑战。本文进行高速列车性能化防火设计方法分析研究,基于燃烧试验研究以确定车用材料的防火性能指标,应用计算机动态模拟技术对火灾场景、疏散方案进行预测与评估,可为我国高速列车性能化防火设计提供有益参考。     

杭州南站幕墙受过站列车风影响的数值模拟分析

分析高速列车过站时列车风对站台上方幕墙的影响,采用CFD数值模拟方法,结合"动网格"技术,对列车高速过站风环境进行数值模拟,给出高速列车开始驶入、完全驶入和驶离车站时,站台区域幕墙受列车风影响的变化情况。对列车风的影响进行定量评估,研究结果表明:过站列车通过产生的流场对站内风速影响较小,不会对乘客造成安全问题,但该流场对幕墙产生一定的力作用。结论为列车风侧向影响范围最大处出现在头部顶端;列车经行的最不利工况为单线同时对开。     

上海磁浮列车速度控制系统

根据磁浮列车牵引系统的速度控制原理,介绍上海磁浮列车示范线的列车定位系统,以及列车在高低速运行时速度的确定等内容。     

高速铁路平原场景无线信道小尺度衰落特征的研究

研究高速移动条件下无线信道特性是发展高铁新型通信系统的基础。本文基于标准信道探测仪Propsound在高速移动条件下平原场景的无线信道探测数据,分析此场景下的小尺度衰落特征。K因子在列车靠近接收天线时最大值为20dB,远离天线时取值为8dB～10dB;时间色散特性上,多径延时随着列车先靠近又远离接收天线而变化;区别于经典的Doppler功率谱,高速条件下无线信道在列车穿越基站的过程中呈现快速Doppler特性,并无Doppler扩展。     

高速列车在桥梁上行驶时空气动力特性的数值模拟研究

利用国际上通用的流体力学计算软件FLUENT作为研究工具,对高速列车在地面和桥梁两种行驶状态下的外部流场进行了数值模拟,分析桥梁的存在及其特征尺寸对列车气动力的重要影响。通过比较列车在不同高度、不同宽度及不同横截面形状桥梁上行驶时的气动力情况,得出针对本文选定的桥梁设计方案,桥梁的存在增大了列车倾覆危险性的结论;同时发现存在一个最危险桥梁宽度,此时列车尾部抬升和倾覆的危险最大,而当桥梁宽度增大到一定数值后,桥梁的存在将不影响列车受力;另外肯定了桥梁横截面形状接近流线型对改善列车受力有积极作用。     

常导磁悬浮车辆支墩支承结构设计探讨

研究目的:磁悬浮列车在轨道上悬浮运行,具有快捷、安全、舒适、低噪声、无轮轨摩擦、无污染等优点,发展前景十分美好,必将成为21世纪的一种重要的交通工具。本文对常导磁悬浮车辆支墩结构的设计理论进行了探讨。研究方法:上部支承结构计算按门式框架结构进行分析。底梁设计时沿线路纵向取1米宽底梁作为计算单元,按弹性地基梁理论进行内力和变形分析。研究结果:结合磁悬浮工程,对其主要结构———车辆支墩结构设计,从设计荷载、计算模型、计算图式及结构计算方法、结构构造设计等方面进行了较为详尽的说明。其设计理论及结构设计方法已经用于多项工程实验。研究结论:常导磁悬浮车辆支承墩的设计理论及结构设计方法,经工程实验及四年多的运营实践,证明设计合理、结构安全可靠,满足悬浮运行的要求,具有一定的推广价值。     

基于速度动态函的LTE-R越区切换优化算法

传统的LTE-R越区切换算法,采用固定切换迟滞门限和延迟触发时间的切换算法。但是当列车高速运行时,切换成功率明显下降,无法满足高速铁路无线通信系统对Qo S大于99.5%的要求。通过对切换流程、测量参数、控制参数的分析,提出一种基于速度动态函数的越区切换优化算法。该算法在低速、中速、高速3种列车运行状况下,更适宜高速铁路情景切换时机的选择。仿真结果表明:基于椭圆函数的LTE-R越区切换优化算法,既保证了列车在中高速运行时,越区切换成功率有着明显提升,又避免了列车在中低速运行时,乒乓切换事件频率过高。     

动车组制动系统故障对行车安全影响的分析

以CRH2为例,介绍我国CRH系列动车组制动系统的结构特点、工作模式,对动车组制动系统中的各子系统(如制动控制系统、风源、基础制动系统、电制动系统等)自身的安全保障措施进行了详细剖析,并以此为基础,按照动车组制动系统故障后是否可以继续安全行车的分类原则将制动系统故障归纳为四类,之后对涉及到运行安全的第Ⅲ、Ⅳ类故障进行制动距离计算,得出的结论是:只要动车组的制动力下降幅度≥1/8,列控系统即使处于完全监控模式,也不能保证动车组列车不冒进停车信号;而且列车速度较低时,冒进信号的几率较大,速度较高时,冒进信号的距离较大;另外,当制动力下降到一定程度后,列车在侧向进站的过程中还有可能超过道岔规定限速,存在侧翻的危险隐患。因此,动车组制动系统故障后仅用人工限速的措施并不能保证行车安全,必须采取更加有效的安全防护对策。     

轻轨车-轨道梁-刚构桥空间耦合振动分析及乘坐舒适性评价

提出一种跨座式轻轨车、轨道梁及刚构桥空间耦合振动时域分析方法。轨道梁及刚构桥采用常规有限单元模拟,跨座式轻轨车采用弹簧阻尼相连的多刚体模拟,可方便考虑走行轮、导向轮、稳定轮下轨道不平顺影响,每一积分步内对桥梁系统动力方程扩展,建立轻轨车-轨道梁-刚构桥时变系统空间振动方程,采用直接积分法同时求解三者空间动力响应,并编制相应计算分析程序。针对目前世界最大跨度轻轨专用刚构桥96m+160m+96m,探讨车速、单线行车、双线对开等不同工况对三者动力响应影响并对轻轨车进行乘坐舒适度评价。结果表明:在设计行车速度下,乘客可安全舒适通过该桥。该方法可运用于跨座式轻轨车与其它轨道梁或桥梁空间振动分析。     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。