考虑弹性车体的轨道车辆转向架悬挂参数多目标优化设计

以某地铁列车头车为研究对象,采用有限元软件HYPERMESH,ANSYS及动力学软件UM,建立考虑弹性车体的车辆一轨道刚柔耦合系统动力学模型;通过对比相同工况下车辆刚柔耦合模型和多刚体模型,研究车体的弹性振动对车辆平稳性的影响;在此基础上,采用多学科优化软件Isight,融合最优拉丁超立方试验技术、径向基函数神经网络代...     

基于模式识别技术的地铁车辆图像检测系统研究

地铁车辆在运行过程中产生的疲劳缺陷、变形、异物掉落、部件缺失等车体异常状况的检查,现阶段主要检查方式为人工目视。这种检查方式受人员检查水平、检测手段、段场股道空间等条件限制,检查效果、效率均有待提高。基于模式识别技术的地铁车辆图像检测系统,采用隐式形状模型算法(ISM),HTM神经网络算法及支持向量机算法(SVM),实现地铁车辆各关键部件异常的图像自动识别,并研究出一套适用于地铁车辆的车体外观自动化检测系统,为车辆的自动化检查奠定基础。     

基于刚柔耦合动力学仿真的转向架构架疲劳损伤分析

将车体和构架的超单元模型输入车辆动力学仿真程序,建立了考虑车体和构架弹性的车辆系统刚柔耦合动力学仿真模型,研究了车体和构架弹性对构架疲劳损伤的影响规律,给出了刚柔耦合车辆动力学仿真和构架疲劳损伤分析方法。     

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。     

高速动车组列车异常振动问题研究

研究某高速动车组列车异常颤动的实际问题。从试验、研发设计的角度出发,测试车轮踏面磨耗、多边形,悬挂系统振动传递,分析车下设备振动情况,车体和设备、座椅之间的模态匹配等对车辆振动性能的影响,全面阐述了车辆异常振动的分析解决方法、思路。通过试验测试数据寻找车辆异常振动的根本原因,通过分析多工况下车体的模态振动以及车体与车下吊挂设备、座椅的耦合模态振动,探讨修改座椅减振器参数对车辆消除颤振的作用。研究结果为指导车辆结构优化和运用维护提供理论依据。     

高速列车车体与动力包设备耦合振动分析

为研究车体与动力包结构耦合振动特性,计算车体固有模态以及低阶振型,建立了包含车下吊挂动力包的城轨车辆刚柔耦合振动模型,优化分析了动力包结构吊挂参数对车体振动特性的影响。计算结果表明:车体一阶弯曲频率对车辆垂向性能的影响要大于二阶弯曲频率。将动力包的振动以周期激励形式输入模型,当激振频率达到9.5 Hz和16.5 Hz时分别与车体的一阶和二阶弯曲频率相叠加,在此频率下车体的平稳性指标迅速恶化,因此在车辆设计过程中应尽量避免发生该频率下共振。     

基于径向基函数神经网络的轨道交通车辆振动状态预测

通过遗传算法优化径向基函数神经网络的中心、宽度及权重等参数,构建车辆振动神经网络预测模型。通过42自由度车辆多体动力学模型,以某线路实测轨道不平顺数据作为输入,得到车辆振动加速度数据。通过训练与优化,构建的车辆振动预测模型能预测车体振动加速度变化趋势。     

孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析

针对孟买地铁车辆,运用刚柔耦合的车辆振动模型,研究弹性车体与构架耦合振动,分析车体弹性对平稳性的影响。分析表明,车体刚度越大,车体弹性对平稳性的影响越小;随着转向架一系垂向刚度的增加,构架的浮沉频率会逐步增加;通过参数优化,当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,不会发生车体垂向弯曲共振现象。     

铁道客车关键系统的模态规划研究

针对铁道客车模态耦合引起的共振问题,提出包含转向架、车体及附属设备的模态规划方法。建立某铁道客车的车体有限元模型,基于Guyan缩减法对弹性车体进行自由度缩减,建立车辆的刚柔耦合分析模型。调整车体主要结构的材料属性改变车体的低阶弹性模态频率,分析弹性模态变化对车辆平稳性的影响及单个模态对平稳性的贡献量,基于动态响应特性对车体局部结构和车载设备进行模态匹配研究,给出了该铁道客车的关键模态规划推荐表。结果表明,该模态规划研究方法具有较好的合理性和适应性,能够应用于其他铁道客车的模态匹配分析。     

铁道客车乘客模型仿真与舒适度分析

为了能够较为准确地对铁道客车乘客乘坐舒适度进行评价,将四自由度和六自由度人体等效模型分别引入到悬挂有车下设备的弹性车体中,建立了一个乘客与车体耦合振动的动力学模型,根据ISO2631-1:1997标准以乘客加权加速度值来评价车辆乘坐舒适度,结果显示加人后得到的舒适度指标值低于未加人的舒适度指标值。     

机车车辆动力学研究及发展

机车车辆动力学在最近10年得到迅速发展,考虑车辆—轨道耦合作用的耦合模型得到广泛应用。随着大跨距跨江铁路桥的建设,车和桥的耦合振动会引起接触网的振动,进而影响弓网的耦合振动。因此十分有必要开展接触网—受电弓—机车车辆—线路—桥梁耦合大系统动力学的研究。进行机车车辆动力学性能优化,必须首先确定机车车辆动力学三要素的优先关系,即运行的稳定性—安全性—平稳性,建立以列车为研究对象的模型,同时在模型中考虑机车车辆结构弹性和频变特征悬挂参数以及气流扰动的影响,进而进行灵敏度分析和参数优化。给出考虑频变特性的钢弹簧等效计算方法以及基于循环变量的列车系统动力学建模和计算方法,并验证了计算方法的有效性。     

融合RCM、PHM和数据挖掘的城市轨道交通车辆维护决策技术研究

提出了一种用于轨道交通车辆系统维修决策的RCM(以可靠性为中心的维修)可靠性评估的新方法。针对轨道交通车辆系统故障机理复杂,影响因素冗多,提出基于RCM、PHM(故障预测与健康管理)和数据挖掘算法相融合的方法来构建系统的维护决策模型。与传统方法的区别在于,该方法能够更精准地定义维护模型,并获得系统的最优维护间隔,计算效率高,适用于复杂状态系统的可靠性计算。该方法可有效降低传统RCM的维护不足现象,降低运维成本,具有一定的推广应用价值。     

高速铁路免置平车载全站仪CPⅢ自动照准测量方法研究

在车载全站仪免置平设站中,考虑全站仪测量精度和CPⅢ控制网的相对精度,通常需要进行多余观测以提高设站精度,但其依靠人工照准和观测的方式,测量效率低,操作体验差,难以满足高速铁路无砟轨道测量在效率和适应性方面的要求。基于车载全站仪位置姿态模型,提出一种免置平车载全站仪CPⅢ自动照准测量方法。计算机仿真结果表明,通常情况下,该方法能确保全站仪在免置平设站过程中正确锁定和照准目标棱镜;当线路偏差较大时,个别目标的正确锁定存在挑战,通过程序法或补偿法进行处理,可保证设站自动化的顺利进行。线路试验表明,基于免置平自动设站CPⅢ自动照准方法,设站测量效率提高1倍,综合测量效率提高50%,用户评价和体验得到改善。     

车载下冻土路基稳定性的有限元计算分析

根据车载下冻土路基受力特征,应用虚拟裂纹的概念,并考虑了冻土特有的冰体胶结力作用,提出了路基稳定性的二维模型。应用断裂力学理论,对车载下路基简化模型进行理论推导,建立了在车载及胶结力作用下的路基破坏过程的计算公式,可以计算路基破坏的特征参数,为路基稳定性设计提供参考和依据。在计算方法上采用了半解析有限元法,即计算车载引起的破坏用有限元法,计算胶结力引起的破坏用解析法,然后将二者结合起来计算整个破坏过程。给出了数值算例,计算了不同土质的破坏过程及特征值,与理论预测值相符,说明了方法的有效性。     

混合动力动车组参数匹配研究

混合动力动车组突破传统的内燃动车组和电动车组模式,采用混合动力模式,是一种可以实现跨线运行的新型动车组产品。混合动力技术是混合动力动车组的核心技术之一,参数匹配技术是混合动力技术中的重要内容。现基于列车牵引力、牵引功率、牵引电机转矩以及牵引系统各电气部件容量的计算方法,综合考虑车辆动力性能要求,给出一种混合动力系统的匹配计算方法,并由此得到一套混合动力系统参数配置方案。通过仿真实验得出,由该匹配计算方法得到的混合动力系统参数配置可以满足目标车辆动力性能要求。     

平稳性快速算法及其在高速铁道车辆动力学分析中的运用

导出了轨道车辆基于虚拟激励原理的平稳性快速算法。当车辆系统受多点全相关随机激励时,首先基于虚拟激励法导出轨道车辆响应功率谱的简易算法,然后利用所获得的功率谱和反演技术,获得系统响应的幅值谱,由此可快速获得轨道车辆的平稳性指标。运用该算法还可以方便地分析轨道谱中单一波长对车辆运行平稳性的影响,以及定义和分析对平稳性有影响的线路敏感波长范围。以某型高速客车为例,分析了其垂向和横向的响应功率谱、平稳性指标,还利用反演技术获得了加速度的时域信号和幅值谱,最后分析了轨道谱中单一波长对车辆平稳性的影响。分析表明,运行速度越高,对平稳性影响的波长范围就越宽,线路的维护难度也越大。     

南京地铁全效修修程重组优化技术研究

全效修是南京地铁为缓解当前日益严峻的客流压力、提高地铁车辆维修效益而采取的车辆维修模式改革,修程的划分和维修规程的重组优化是其实施的关键环节。围绕全效修规程重组优化问题提出修程模块化思路,并建立安全约束条件下的重组优化模型,同时也给出了求解模型的遗传算法,能快速的为车辆维修管理部门进行全效修修程重组优化提供决策依据。     

低地板有轨电车盾构隧道疏散平台设置研究

为了解决低地板有轨电车盾构隧道疏散平台设置困难、易侵限的问题,提出一种新的疏散平台设置方法,有效解决因曲线地段车辆设备限界加宽而需要增大盾构隧道直径的问题。通过对盾构隧道区间限界影响因素进行分析,发现随着车辆地板面高度的降低,疏散平台有效安装空间变小,尤其在曲线地段限界难以满足要求。针对此问题提出疏散平台曲线内侧设置和行车方向左侧设置两种解决方案,并对两种方案特点进行了对比,行车方向曲线内侧设置方案优于行车方向左侧设置方案,可以大大节约建设成本。该方案在佛山市南海区低地板有轨电车项目中进行应用,验证了该设置方法的有效性。     

地铁车辆车体刚性称重试验台加垫调平改进算法

针对现有刚性称重试验台,建立地铁车辆车体称重模型,并介绍了调平刚度矩阵算法。结合现场数据验证了车体称重模型及调平刚度矩阵算法的正确性。提出了现有车体称重试验台加垫调平的改进算法。经验证,该改进算法无需大量迭代计算,即能直接找出满足要求的加垫量范围,节约了计算时间。     

轨道交通车辆转向架模块化配置设计方法

转向架如何实现多样化和个性化需求下的快速定制设计是轨道车辆研发过程中的难点。针对目前转向架快速定制设计尚缺乏系统化的方法和工具问题,提出了一套基于模块化配置的转向架快速定制设计方法,并开发了对应的设计原型系统。在基于通用物料清单(GBOM)的转向架产品族信息模型的基础上,结合多层级三维骨架模型和模块配置设计过程模型,构建了扩展的转向架配置模型。以扩展的配置模型为基础,基于实例推理技术与参数化设计技术,提出了一套系统化的转向架配置设计流程,实现了个性化需求驱动下转向架的快速定制设计。此外,开发了轨道车辆转向架模块化配置设计的原型系统,并进行了企业试用,试用结果验证了所提方法的可行性与有效性。