高铁运用安全的三大技术局限性

从当前高铁运用问题来看,高速转向架存在三大非线性,即拖车构架点头迟滞非线性、抗蛇行动态刚度非线性和非线性稳定性.在充分认识上述三大非线性的基础上,应用抗蛇行频带吸能新理论,提出了最佳安全稳定裕度调控技术对策,以进一步协调高铁运用安全性与经济性之间的矛盾.在“重返”350 km/h高铁运营的技术准备中,应当对如下三大技术局限性给予充分重视,即商业运营速度、振动疲劳和曲线横风,特别是曲线横风应当作为一项当前十分急迫的计算流体动力学CFD科研任务.     

铝合金型材与空腔声场耦合振动声学优化设计

建立了铝合金型材与声场耦合振动的有限元模性,计算了耦合系统的声压响应;以声场和铝合金型材的结构尺寸参数为设计变量,以铝合金型材重量为约束,以声场内响应声压最小为目标,建立了优化数学模型,用零次优化算法对其进行了优化设计研究.优化设计使声场内最大声压降低了1200Pa,而且结构重量也得到了降低.结果表明,优化设计可有效降低声场内的声压,而且零次优化设计方法不用求解声压对设计变量的灵敏度,减小了计算量.     

结构随机振动有限元/边界元法声学数值仿真

建立了结构振动的有限元模型和声学分析的边界元模型,基于边界元法推导了声学响应函数的计算公式,利用声学响应函数和激励谱密度推导了设计域点响应声压的自谱密度函数.以平板稳态振动声辐射为研究算例,计算了1~200 Hz的声学频率响应函数,并计算了系统受常谱密度和变谱密度随机载荷激励的声学响应.理论推导和实例结果表明,基于边界元法的声学响应函数可有效的求解随机声场.     

基于遗传算法的列车端部桁架优化设计

为实现列车端部桁架优化设计,提出了一种将ANSYS和遗传算法有机结合的优化设计方法,该方法是将模型用批处理命令流(APDL)描述,在命令流文件中定义优化目标,设计变量及约束条件,然后遗传算法(GA)把ANSYS的前处理模块作为计算黑箱进行后台调用,从而对吸能结构进行优化设计.以桁架为应用对象,给出了该方法对桁架吸能结构优化设计的全过程,证实把遗传算法引入复杂结构的大规模优化计算是可行的.     

轮轨匹配对高速动车组动力学性能的影响

基于阿尔斯通公司和长春轨道客车股份有限公司提供的CRH5动车组CA250转向架及车体模型、基本结构参数及仿真报告,利用多体动力学仿真软件ADAMS(RAIL/VIEW模块)建立转向架及整车动力学仿真模型.首先对中国车轮踏面LM和LMA、欧洲车轮踏面S1002、应用在TGVA和KTX(韩国TGV)上的特殊车轮踏面XP55与UIC60 kg轨面匹配分别进行等效锥度计算和对比,然后根据线性及非线性临界速度分析方法对拖车(满载)进行横向稳定性仿真分析,最后进行了不同轮轨匹配状况下的曲线通过性能仿真.重点分析不同匹配参数及轮对定位方式对整车动力学性能的影响.     

基于标准的车辆焊接结构抗疲劳设计与焊接工艺一体化设计

建立了一个车辆焊接结构抗疲劳设计及焊接工艺一体化的数据库系统,解决了抗疲劳设计与焊接工艺设计之间的信息孤岛问题,并嵌套了基于标准的焊接接头疲劳寿命计算模块．其中,对评估焊接接头疲劳寿命的国外标准（BS7608、IIW）进行了归纳,以便于用户使用,并与焊接工艺标准（DIN6700）进行了有机整合,实现了设计与工艺的一体化．此外,还嵌套了戚墅堰机车车辆工艺研究所多年累积的焊接工艺研究成果,使系统基础数据更加厚实与可靠．系统操作界面友好,有很好的实用价值．     

基于振动分析的曲轴疲劳仿真方法研究

铁路全面提速对机车柴油机曲轴的可靠性提出了更高的要求.从可靠性研究中最关键的疲劳仿真技术入手,运用有限元法,以模态和动力响应仿真为研究基础,从曲轴的振动特性到疲劳寿命预测进行了较深入的方法研究.提出了一些此类问题的关键技术,最后又以机车新产品开发中常用的单缸试验机曲轴作为应用对象,对所提出的技术路线予以验证.     

摆式列车径向转向架优化设计及I-DEAS算法

针对我国首创的摆式列车径向转向架,不仅结构复杂,受力状态也相当复杂的现状,在讨论了著名的I-DEAS软件的优化算法之后,对摆式列车径向转向架的构架进行了优化设计.优化设计模型中,不仅考虑了应力约束,还考虑了位移约束及设计变量界限约束.优化设计结果表明,不仅降低了局部应力集中,同时又满足了刚度要求.     

KS函数混合包络问题的研究及应用

基于KS函数拟合特性,提出了混合包络新概念及实现方法,并阐述了这种方法在光滑摆式列车倾摆机构推力曲线上的应用.