长大重载列车系统动力学

利用循环变量法解决了长大重载列车的自由度难题,考虑了列车纵向、横向和垂向性能之间的耦合关系,建立了长大重载列车三维空间耦合动力学模型,分析了牵引、制动和惰行工况下的长大重载列车在直线轨道、曲线轨道和坡道上的动力学性能.仿真结果表明:在牵引工况下,列车头部和尾部车辆比列车中部车辆的动力学性能差;在制动工况下,列车中部车辆...     

基于状态空间法的受电弓主动控制的研究

建立线性化的受电弓模型和接触网的有限元模型、以及它们的耦合系统动力学模型,分析接触网的刚度变化,利用最优控制理论对主动控制式受电弓进行了理论上的研究。根据高速铁路对受电弓和接触网动力学性能的要求,从降低接触压力的波动以改善受流质量着手,针对弓网关系的特点,建立了受电弓主动控制系统模型,采用全状态反馈设计并利用线性二次型最优控制策略设计了受电弓主动控制的控制器,并求得了控制器参数。对控制系统进行仿真验证和研究。结果表明,采用主动控制式受电弓,能够降低接触压力的波动,提高弓网系统的动态性能,改善受流质量。     

列车高速通过站台时的流固耦合振动研究

采用计算流体动力学(CFD)和多体动力学相结合的方法研究列车高速通过站台时的风致振动及安全问题。应用有限体积法和滑移网格模拟计算方法,通过求解三维瞬态可压缩N—S方程获取列车通过站台的气动力。运用Simpack软件建立3辆编组的动车组动力学模型,轨道不平顺条件选用美国六级谱,并将用CFD得到的气动力作为激励输入动车组动力学模型,对列车高速通过站台时的气动行为进行仿真计算,得到列车高速通过站台时的振动时程曲线。计算结果表明,列车高速通过站台时,在气动力作用下3辆车均不同程度向站台靠近,且尾车的尾部向站台靠近的距离最大,达到19mm;头车向站台靠近主要是由车体的摇头运动所致,中间车向站台靠近是由车体的横向摆动所致,而尾车向站台靠拢则是由车体的横摆运动和摇头运动共同作用所致。     

考虑整车动力学特性的高速列车车体结构疲劳仿真

高速列车车体的结构疲劳问题,关键还是轻量化设计导致的强度、刚度和寿命变化后产生的问题.论文提出一种新混合模拟技术,主要是结合多学科优化系统理论,采用并行优化算法,进行结构疲劳可靠性设计.核心是利用多体动力学和有限元法混合模拟技术在进行结构疲劳设计时考虑整车动力学特性,分析线路典型工况下结构振动特性和结构疲劳损伤之间的作用机理,考虑典型载荷工况和其他不确定因素影响.并且采用随机统计概率方法和多目标优化手段进行结构疲劳设计.以某型高速车体结构作为算例,并通过试验验证.仿真计算结果表明,这种方法可以从整车动态特性的角度系统研究车辆振动特性和结构疲劳性能之间的相互作用机理,还可以及时有效地解决工程结构疲劳设计优化的问题.     

列车混编对曲线通过安全性的影响分析

为了突破列车动力学仿真的难题以及研究列车运行安全性,运用基于循环变量的模块化建模方法,对货物列车空重车混编条件下的曲线通过安全性进行了详细仿真分析。研究表明:车辆的曲线通过性能与列车惰行工况下较为接近,且明显好于列车牵引工况下的动力学性能;空车位于空重混编列车的不同位置以及同一列车中不同位置的空车,空车本身及列车的曲线通过安全性均有差异。期望借助新的方法和仿真结论,合理优化列车编组方式,以提高列车的曲线通过安全性。     

坡度和曲线线路对弓网受流性能影响规律研究

在高速列车关键力学问题的研究中,坡度和曲线线路对弓网受流性能的影响不可忽视,为此,采用有限元技术和多体动力学理论,搭建了全空间范围内的车弓网动力学仿真模型,对定坡度、竖曲线和平曲线区段的弓网受流性能进行了研究。研究结果表明:接触线在坡度变化率为零时,线路对弓网动态响应影响并不明显;坡度变化率为正时,线路会使弓网机械磨耗降低,受流稳定性也会降低,但弓网电气损耗增加;而坡度变化率为负时影响正好相反;平曲线和竖曲线半径越小,弓网受流稳定性越差,仿真时不可忽略,且应在平曲线和竖曲线区段的线路设计、施工、区间限速中加以考虑。     

高速列车顶层设计指标研究

高速列车设计的依据是总体技术指标,制定总体技术指标的依据是顶层设计指标。本文根据高速列车设计目标,从运输能力、乘坐舒适性、安全性和环境友好4个方面开展高速列车顶层设计指标研究。通过研究技术指标制定的依据及分析技术指标间的相互关系,最终提出高速列车顶层设计指标。     

江苏沿海饱和粉土三轴试验的研究

以江苏沿海饱和粉土473组试样为基础,通过试验,比较系统地分析研究该区域饱和粉土的三轴UU、三轴CU(测孔压)试验指标和直剪试验指标,并探讨了各类指标间相互关系,为海域工程建设中评价粉土的抗剪强度提供了借鉴。     

基于车辆动力学和改进AGREE算法的高速列车稳定性综合可靠性分析

可靠性分析是高速列车全生命周期的核心问题,直接关系到车辆服役安全和运维成本。随着高速列车的大范围、长周期运用,开展包括可靠性建模、可靠性分配、失效规律建模、维修周期优化在内的综合可靠性分析已成为当前的重点和难点。本文创新性地将车辆结构、车辆系统动力学与可靠性理论融合,以高速列车稳定性为研究对象,提出了一套综合可靠性分析方法。首先基于车辆稳定性机理、系统逻辑关系和失效模式分析,建立了高速列车稳定性可靠性分析模型;其次提出了基于正交试验与极差分析的单元重要度算法、基于历史累计失效率的历史失效度算法、以及改进的结构复杂度算法,进一步提出综合考虑重要度、结构复杂度、历史失效度以及各单元工作时间的改进AGREE可靠度分配算法;同时基于可靠性分析模型和单元历史失效规律,提出了以可靠性为中心的维修周期优化方法;最后,以国内某型高速列车稳定性系统的综合可靠性分析算例验证了所提出方法的可行性和有效性。