基于氢能规划的氢动力技术及交通领域应用场景分析

氢能作为未来国家能源体系的重要组成部分,是实现碳中和的重要途径,氢动力技术路线的选择、氢能发展规划的制定十分重要。2022年3月我国发布《氢能产业中长期规划（2021-2035年）》,从国家层面对氢能发展作出战略定位和总体要求。在把握我国氢能规划内容与发展方向的基础下,通过文献综述,结合燃料电池示范城市发展情况、氢能动力技术路线内容,分析我国氢能产业发展路线、关键材料及部件国产化程度,阐述氢能在交通领域的应用及现状,提出发展建议。     

双悬浮架磁浮列车二系悬挂参数优化研究

空气弹簧作为车辆二系悬挂的关键部件,其性能直接影响车辆的舒适度和安全性.采用一种双悬浮架模块配合悬挂中置的轻型旅游磁浮列车为研究对象,通过建立其动力学模型,对比在不同水平刚度和垂向刚度工况下的动力学性能,根据车辆的舒适度、安全性及结构要求分析空气弹簧水平刚度和垂向刚度的最优范围,并分析不同车体质心高度对空气弹簧刚度选取...     

HXN3型高原机车轮缘裂纹现象研究

HX_N3 型高原机车在青藏铁路格拉段投入运用后出现轮缘径向裂纹。文章从动力学角度结合格拉段线路特点,分析了机车在长大上坡道上低速通过曲线时各车轮的受力和磨耗指数等物理量,基于磨耗指数和曲线延展长度计算了曲线通过时车轮接触斑所处轮周的稳态温度,基于热机模型估算了轮缘接触斑瞬时温升。针对格拉段典型的大上坡道和长曲线及机车运行特点,计算了轮轨摩擦因数降低至0.276时车轮的瞬时温度,结果表明一位轴曲线外侧车轮接触斑瞬时温度达到428.2 ℃,二、四、五位轴曲线外侧车轮接触斑瞬时温度达到287.9 ℃,依据一位轴外侧车轮受力得到的接触斑应力已显著超过车轮材料高温特性下的屈服极限。研究认为,大坡道、长曲线、低速大牵引力、稳定的接触斑位置,以及较低的轮轨摩擦等运用条件综合在一起,对机车车轮危害极大,是HX_N3 型高原机车产生轮缘径向裂纹的主要原因。该分析方法可为其他形式的机车车轮损伤研究提供参考。     

减振器安装刚度对径向转向架机车横向动力学性能的影响

首先通过仿真软件SIMPACK建立了一种2C0径向转向架机车模型,在该模型中,分别考虑了一系抗摇头减振器、二系横向减振器和二系抗蛇行减振器的端部安装刚度对机车横向动力学性能的影响。其中主要分析了上述3种减振器的端部安装刚度对机车横向平稳性、抗蛇行运动稳定性和机车的曲线通过性能的影响,并提出了相应的建议。     

轨道不平顺对轮对纵向振动影响分析

轮对纵向振动问题是一个长期以来被忽略的内容,研究发现轮对纵向振动虽然对整车的横向稳定性影响不大,但却对整车的垂向动力学性能和轮轨动态作用力有很大的影响。进一步分析发现,剧烈的轮对纵向振动,与轨道的横向和高低不平顺有关。在光滑的轨道上不会发生纵向共振。提出通过改变一系垂向减振器的布置方式可以抑制轮对的大部分纵向振动,减小轮轨动态作用力,延长轮对和钢轨的使用寿命。     

直线电机地铁车辆轮轨外形匹配选型分析

车辆的动力学性能关系到车辆运行的安全性和舒适度,轮轨接触几何是影响车辆动力学性能的重要因素。现基于某直线电机地铁车辆,建立车辆的动力学分析模型,分析LM/CHN60与LMa/CHN60两种匹配的轮轨接触几何以及在3种典型曲线工况下车辆的平稳性、稳定性和曲线通过能力,通过比较二者性能的差异,为车辆踏面的选型提供理论和仿真依据。结果表明该直线电机地铁车辆采用LMa踏面能获得更好的综合动力学性能。     

中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统动力性能试验

为探究中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的振动特性,对其在上海临港中低速磁浮试验基地开展了现场动力学试验,研究了车速和桥梁结构形式对耦合系统动力响应的影响;试验车辆采用(悬挂)中置式悬浮架,试验桥梁为25 m混凝土简支梁和25 m钢结构简支梁;为明确2种桥梁的固有振动特性,对其进行了模态测试;提取了不同工况下车辆-桥梁耦合系统的加速度及桥梁的垂向动位移信号;计算了垂向和横向Sperling指标、动力系数、梁端转角等车辆-桥梁耦合系统关键动力指标,详细分析了耦合系统的动态响应特性,评估了系统的振动水平。研究结果表明：混凝土梁和钢梁的垂向一阶固有频率分别为7.32、7.72 Hz,2种桥梁的各项关键动力指标均满足相关标准要求;混凝土梁和钢梁的最大加速度分别不超过0.2、1.4 m·s^-2;当车速为5 km·h^-1时,钢梁的垂向动力响应幅值约为混凝土梁的7.6倍;在测试的速度范围内,车辆的横向Sperling指标均小于2.5,表明车辆在混凝土梁和钢梁上运行时均具有优秀的横向平稳性;车辆空气弹簧悬挂系统的垂向固有频率峰值在车速为25 km·h^-1时达到最大,通过混凝土梁和钢梁的垂向Sperling指标分别达到2.687、3.340。测试结果可为中低速磁浮车辆-桥梁耦合系统的优化设计和数值模型验证等提供有价值的参考。     

Surface reconstruction of scanned human body using radial basis functions and adaptive partition of unity

It is important to reconstruct a continuous surface representation of the point cloud scanned from a human body. In this paper a new implicit surface method is proposed to reconstruct the human body surface from the points based on the combination of radial basis functions (RBFs) and adaptive partition of unity (PoU). The whole 3D domain of the scanned human body is firstly subdivided into a set of overlapping subdomains based on the improved octrees. The smooth local surfaces are then computed in the subdomains based on RBFs. And finally the global human body surface is reconstructed by blending the local surfaces with the adaptive PoU functions. This method is robust for the surface reconstruction of the scanned human body even with large or non-uniform point cloud which has a sharp density variation. Foundation item: the National Natural Science Foundation of China (No. 50575139) and the Shanghai Special Fund of Informatization (No. 088)     

煤矿盾构斜井管片衬砌接头抗弯力学性能的试验研究

针对鄂尔多斯市补连塔矿区2号辅运平硐盾构斜井管片衬砌接头结构特性,开展了管片接头抗弯试验研究。试验制作了足尺寸的盾构管片,管片接头采用工程现场使用的螺栓。在管片接头附近位置合理布置了应变、位移传感器。试验在不同的轴力下,对接头结构逐级施加弯矩荷载,并进行了破坏试验。通过测试接头应变位移分析,结果表明:在弯矩荷载的加大过程中,管片接头的力学特性表现为明显的非线性;管片接头抗弯刚度不仅与结构本身有关,还与弯矩、轴力有关,并给出了相关参考值;螺栓孔对于管片衬砌端头刚度有一定的削弱作用;接头结构的破坏是一个非线性