轮对蛇行波长对铁路钢板梁桥横向振动的影响

针对我国铁路货车提速过程中出现的铁路上承钢板梁横向振幅严重超限现象，以轮对随机人工蛇行波为激励，就不同的蛇行波长对铁路钢板梁桥横向振动的影响进行了探讨。结果表明，在同一速度下，桥梁发生的横向振动位移与轮对的蛇行波波长有关，当轮对的蛇形波波长在7～10m范围内并且激振频率（即行车速度与蛇行波长的比值）与桥梁横向有载自振频率接近时．桥梁横向位移达到最大。     

遗传算法在铁路客车横向稳定性多参数优化中的应用

以典型铁路客车的动力学模型为研究对象，以车辆最大可行速度为目标函数，采用遗传算法对其横向稳定性参数进行了最优化的计算研究。结果表明：遗传算法在求解车辆动力学系统的参数优化问题中具有很好的适用性。尤其是对于多参数，多峰的非线性问题，该法提供了求解问题全局最优解的可能性。     

铁路重载货车轮对弹性振动及其动态影响

为研究轮对弹性振动特性及其对重载货车动力学性能的影响,以30 t轴重重载货车为研究对象,对轮对刚、柔建模时的整车运动稳定性、曲线通过性能等进行了对比研究. 首先,给出了多体动力学中弹性体的数学建模方法;其次,建立轮对柔性体有限元模型,分析了轮对的弹性振动模态,进一步将其集成于多刚体系统中,形成重载货车刚柔耦合动力学分析模型;最后,针对货车多刚体和刚柔耦合两类建模方法,以干线不平顺叠加短波不平顺作为系统激励源,对比分析了重载货车的轮对振动响应、蛇行运动稳定性以及动态曲线通过性能的差异. 研究结果表明:相对刚性轮对而言,柔性轮对的变形能够缓和轮轨刚性冲击,同时弱化轮轨间的刚性约束能力,导致其振动幅度降低,使得车辆非线性临界速度下降约9%,通过小半径曲线时,轮轨横向力也降低了约13.7%,轮对弹性振动对重载货车动态性能的影响同样不容忽视.      

驱动工况单轮对横向稳定性

为了解驱动工况下轮对横向稳定性,建立了考虑驱动力矩的简化单轮对动力学模型,针对不同轮轨的黏着特性,研究了弹性定位单轮的横向蛇行稳定性.结果表明:驱动工况下,轮对横向稳定性优于惰行工况,对于弹性定位动力单轮对,当平均蠕滑率为0.8%时,横向非线性临界速度为惰行时的1.1倍;驱动时,轮轨黏着饱和导致轮对摇头力矩减小,有利于横向稳定性,但纵向切向力增加使得横向切向力减小,对轮对横向稳定性不利.     

一系纵向定位间隙对磁流变耦合轮对车辆横向动力学性能的影响

为了合理控制车辆轮对定位间隙, 提高磁流变耦合轮对车辆在高速时的横向动力学性能, 建立该车辆的空间动力学模型, 分析了轮对纵向定位间隙对车辆临界速度和曲线通过性能的影响。得出了纵向定位间隙的增大能使磁流变耦合轮对车辆的临界速度急剧下降, 轮对横移量和冲角、轮轨横向力和车体横移加速度快速增大; 只有在小间隙的条件下, 车辆在高速铁路上才具有较高的临界速度和较好的曲线通过性能。     

轮对通过曲线轨道的横向稳定研究

利用现代分叉理论对轮对通过曲线轨道的横向振动稳定性进行了分析。本文考虑大蠕滑和较大横向位移,以及轮轨接触的极端情况,建立轮对在通过曲线轨道时的非线性数学模型。通过算例及仿真结果分析得出：当速度大于特定值时,自由轮对通过曲线轨道就会发生轮轨相撞的情况,但此时的振动仍为准周期运动;当速度进一步增大时,横向运动发展为混沌的结论。     

基于能量法的轮对蛇行运动稳定性

为了分析轮对蛇行运动的形成机理与能量传递机制, 基于车辆系统动力学理论推导了轮对蛇行运动的能量表达式; 借助轮对运动参数的相位关系和能量表达式, 确定了轮对蛇行运动过程中各部分所做的功及其对应的能量传递路线; 通过数值仿真计算不同参数条件下的输入能量, 对比了踏面等效锥度、轮对质量、一系悬挂刚度与重力刚度等参数对轮对稳定性的影响规律。研究结果表明: 蠕滑力和锥形踏面的协同作用是轮对产生蛇行运动的根本原因, 蠕滑力中的刚度项通过调节纵、横向蠕滑率向轮对系统横向运动输入能量, 蠕滑力中的阻尼项耗散轮对系统的能量; 当输入能量大于耗散能量时, 轮对蛇行运动发散, 当输入能量小于耗散能量时, 蛇行运动收敛, 当输入能量等于耗散能量时, 轮对做等幅周期运动; 增大轮对质量和车轮踏面等效锥度不利于轮对的稳定性, 增大一系悬挂纵、横向刚度对轮对稳定性有利; 踏面等效锥度对轮对稳定性的影响最大, 当锥度由0.15增大到0.20时, 输入能量增大了约9.5倍; 一系悬挂刚度的影响次之, 刚度由75kN·m^-1增大到100kN·m^-1时, 输入能量减小了约60%;轮对质量影响最小, 轮对质量由1 000kg增大到2 100kg时, 输入能量增长了约1.1倍; 在锥形踏面下, 重力刚度对轮对稳定性的影响可以忽略。     

客车系统非线性横向稳定性的分叉方法研究

本文首先从理论上叙述了铁道车辆系统非线性蛇行运动稳定性的求解方法。通过研究车辆系统常微分布方程的一次近拟方程的雅可比矩阵的特征值，来确定系统的Ｈｏｐｆ分叉值即临界速度。系统分叉后的周期解则采用数值积分方法来求解。最后，本文对一高速客车系统的横向稳定性问题进行了分析计算。     

高速车辆横向振动耦合机制形成的主要因素

与快铁运用模式不同,高铁运用模式更加强调安全冗余.因而降低蛇行振荡参振质量应当作为高速转向架设计的基本原则.横向振动耦合机制是高铁车辆振动行为的基本规律,其形成具有以下2个主要因素:即轮对(强)迫导向定位形式和抗蛇行高频阻抗作用,两者导致车体摇头大阻尼特征,造成车体对后位转向架接口的横向高频扰动增强,进而构成了横向振动传递媒介.同时这2个因素也是参振质量降低的必要技术条件.降低纵向定位刚度或最小等效锥度,将违背高速转向架的降低参振质量基本原则.因而在350 km/h标准动车组及其技改中,必须实施抗蛇行宽频带吸能机制原始技术创新.     

独立轮对耦合转向架导向性能

提出了一种新型的独立轮对转向架方案——独立轮对耦合转向架.理论分析表明,独立轮对耦合转向架不仅在曲线上具有很好的径向调节功能,而且在直线上也具有良好的复位性能,说明独立轮对耦合转向架能解决独立轮对的导向问题.建立了独立轮对耦合转向架的动力学仿真模型,以分析该转向架的动态导向性能.仿真结果与理论分析结果吻合.     

CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统

结合车站自律机、联锁系统、客运站股道运用技术作业及其要求, 设计了基于分散自律控制原则的系统模型、功能与体系结构。运用现代排序理论, 构建了股道运用实时调整可控排序模型和耦合模型, 提出了基于合成分派规则的三步算法与股道运用通用启发式算法, 求解股道运用系列决策问题, 解决铁路行车及调车作业之间的干扰问题, 并开发了CTC条件下铁路客运站股道运用决策支持系统。分析结果表明: 合成分派规则的平均优化解明显优于基本分派规则的平均优化解, 合成分派规则EDD+FIFO获得的解最优; 实时调整时宜直接采用合成分派规则, 尤其是规则EDD+FIFO, 求解耦合问题时应综合考虑各种分派规则。可见, 系统的功能、性能和技术指标均能满足股道运用智能编制和实时调整的现实需求。     

加快我市客车工业发展的思考

通过分析我国汽车工业的发展状况,进而剖析了我市客车工业的发展及面临的主要问题,从而提出了我市客车工业发展的方向及对策。     

铁路客运站选址模型

将影响因素分为非强制性满足定性因素、强制性满足定性因素和定量因素,构建了铁路客运站选址模型。给出3类影响因素产生方法和过程,引入贡献值降低可能由定性因素引起的争议和分歧,通过改变综合贡献预设值大小,产生受非强制性满足定性因素和强制性满足定性因素约束的备选地点集合,建立由定量因素决定的目标函数,在所有约束下形成选址0-1...     

铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型

考虑了旅客出行习惯和列车晚点, 建立了铁路客运站旅客最高聚集人数计算模型。在模型中, 在出行时, 乘坐6:00~9:00出发列车的旅客一般在列车出发前5~60 min到达客运站, 乘坐21:00以后出发列车的旅客一般在19:00~21:00达到客运站; 在晚点调整时等级越高的列车具有越高的优先权, 晚点时间与运行时间成正比。计算结果表明: 考虑出行习惯后, 计算的旅客高峰时段与实际调查结果相符, 考虑列车晚点后, 旅客最高聚集人数超出未晚点时的50%, 因此, 建议客运站的最高聚集人数设计系数为1.3~1.8, 并按行车密度从小到大取值。     

轻轨车辆电气耦合轮对导向控制技术

针对独立车轮自导向性能差的问题,应用改进电轴技术在轻轨车辆电机单独驱动独立车轮中,形成一种电气耦合轮对型式,以无形的电轴替代传统的机械轴,改善导向性能.从电路分析理论出发,分析了新型耦合轮对的耦合性能和影响因素,确定电气耦合轮对是一种对左右车轮转角差自动施加反馈控制的技术,且轮对耦合的强弱可通过调节电容与电阻实现,调节电容方案因能耗低而优于调节电阻方案.建立电气耦合轮对和弹性阻尼耦合轮对轻轨车辆横向动力学模型,分析了轮对的转向行为.仿真结果表明:电气耦合轮对耦合力矩最大达到近1kN·m,耦合能力强;直线上受激扰后,2种车辆的横移量与摇头角自行趋于0,通过曲线时,横移量稳定值小于8 mm,摇头角小于0.2°,因此,2种耦舍轮对车辆具有直线对中能力和曲线通过性能;通过小曲线时,电机因电气耦合而造成的最大耗能功率低于140 W,系统能耗低.     

铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型

为优化铁路客运专线车站的设计, 研究了考虑不同发车频率的客流生成机制, 应用标准的马尔可夫决策过程描述了乘客在车站内的集散过程, 提出了基于逻辑网络和点阵的设备控制表示方法, 建立了铁路客运专线车站乘客集散微观仿真模型。仿真发现: 当行人移动空间在0.5m ²左右时, 流量达到峰值, 速度分布在20~80m·min ^-1, 并随密度增加呈指数递减趋势; 在相同客流输入条件下, 不同设施上的客流集散规律不同; 通过对行人复杂行为的仿真, 成功再现了客流集散中的自组织现象, 有效避免了交通流基本图模拟现实交通中的不适应取值范围。结果表明模型具有较高的可靠性和实用性。     

客运专线全风化砂砾岩路基填料特性

将全风化砂砾岩作为客运专线路基填料, 采用X射线衍射分析填料的矿物成分, 测试了填料的自由膨胀率与阳离子交换率, 比较了单个试件不同含水率循环击实和现场碾压下的粒径变化, 分析了干湿循环作用下填料崩解和现场压实指标随时间的变化趋势, 采用粗颗粒固结压缩试验测试填料变形特征。分析结果表明: 填料不含亲水黏土矿物成分, 自由膨胀率为23.6%, 阳离子交换率为70.7mmol·kg^-1, 干湿循环下崩解率为0.81%, 在动力作用下细颗粒含量为13.5%, 雨后检测指标稳定, 路基荷载下次固结系数为5.8×10^-4。可见该填料具有很好的水稳性、动力稳定性与低压缩性, 可用于客运专线路基填筑。     

高速客车转向架发展模式

应用高速旅客列车是增加铁路运能最为有效的措施, 高速客车的关键技术是转向架。介绍了国外高速铁路及高速客车转向架的发展过程、基本结构和近年来新技术的发展概况, 并简述了中国客车转向架的发展过程和基本现状。结合中国实际情况, 提出发展中国高速客车转向架的基本模式, 指出应借鉴国外客车转向架技术, 发展具有中国特色的高速客车转向架。     

铁路高速货车及其相关技术研究

提高货车运行速度是全面增加铁路运输的运能和效率的有效方式，高速货车的关键技术是转向架和制动系统，介绍了国外高速货车转向架及制动系统的发展过程，基本结构和中国货车的基本现状，提出了研制和开发中国高速货车的基本模式，指出发展中国高速货车转向架和制动系统应突破现有货车的基本框架，借鉴国外货车转向架及制动系统技术，发展具有中国特色的高速货车。     

铁路货车新型橡胶缓冲器设计

介绍了米轨货车橡胶缓冲器——XJH-1的新型结构方案与设计计算方法。该缓冲器仅由盖板-橡胶与隔板-橡胶两个互换性单元构成, 采用零初压力, 制造与维修时无须专用装拆设备, 具有重量轻、冲击力低和缓冲效果好的优点; 而且安装拆卸方便, 互换性好, 制造与维修费用低, 充分利用了缓冲结构空间; 为开发大容量提速、高速和重载铁路车辆橡胶缓冲器奠定了基础。设计计算方法有效地应用到了缓冲器开发。