HX_D2型电力机车车轮型面的多目标优化

为优化HXD2型大功率交流传动电力机车的车轮型面,建立该机车的动力学模型,并根据大秦线直线以及800和1 000m半径曲线的线路参数分别设置2种线型。以轮轨磨耗、轮轨最大接触应力和轮轴横向力为目标函数,以4段衔接的不同半径圆弧描述车轮型面与钢轨的接触部分,将两端圆弧的半径以及两中间圆弧的圆心坐标作为设计变量,以满足临界速度、轮轨最大接触应力、横向平稳性、垂向平稳性、车轮疲劳因子、轮轨横向力和脱轨系数的要求为约束条件,建立HXD2型电力机车车轮型面多目标优化模型。采用基于高斯径向基响应面的多目标优化方法求解该模型,得到新的车轮型面。结果表明:新车轮型面可使HXD2型电力机车在800和1 000m半径曲线线路上运行时一位轮对的磨耗指数分别降低19.16%和15.95%,一位轮对外侧的轮轨最大接触应力分别降低28.72%和31.44%,一位轮对的轮轴横向力分别降低22.63%和18.57%。     

基于AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台

根据CTCS-3级列控系统的特点,结合欧洲列车运行控制系统(ETCS)测试经验,研发基于通用测试平台AdmiTest的CTCS-3级列控系统自动测试平台CARSTool.CARSTool采用激励—反馈机制实现单系统或多系统的闭环测试,包含测试对象、仿真系统、链路、消息、激励、响应和测试序列等基本元素,具有线路工程数据配置、通信链路配置、站场线路配置、PI Object、仿真系统、列车运行仿真和自动测试序列7个功能模块.以郑西客运专线列控数据为例,采用CARSTool对CTCS-3级列控系统进行仿真测试.测试结果表明:通过规范化语法严格卡控测试步骤,根据CTCS-3级列控系统测试案例库以及激励—反馈信息判断测试项目的执行状态,CARSTool实现了测试计划、执行过程和测试结果的闭环处理;说明CARSTool能够实现CTCS-3级列控系统的自动测试.     

显式积分技术求解橡胶元件大变形问题的研究及应用

利用隐式积分技术求解橡胶元件非线性刚度问题时,因大变形造成网格过度畸变或体积自锁从而导致程序收敛失败。以分析某款橡胶弹簧垂向准静态刚度为目标,探讨利用显式积分技术求解橡胶产品的准静态刚度基本原理,提出在确保计算质量前提下加快分析效率的基本措施。分析与试验结果表明:橡胶为应变率相关材料,不能通过改变加载速率来提高计算速率,而应使加载速率维持正常状态,并通过选取适当的质量缩放因子和采用材料的黏性阻尼来获取计算效率;金属的最小稳定时间远小于橡胶,为提高模型的稳定时间增量,可将金属定义为刚体;显式积分技术可得到橡胶弹簧良好的准静态结果,但橡胶被高度约束时,体积变形的局限性会导致分析结果具有一定的误差。这些结论为分析类似橡胶弹簧提供了一种思路和评估方法。     

基于双FPGA的MVB通用接口研制

针对目前铁路上的MVB接口单元几乎只能应用于MVB-cPCI或MVB-PC/104两种通信方式的局限性,提出了一种新的通信方案,即通过ARM芯片检测总线连入状况,自动引导对FPGA配置不同的程序,以实现在同一个MVB接口单元上完成MVB与其他系统总线(如MVB-USB、MVB-Ethernet总线等)互连通信的功能.所设计的MVB接口单元能实现MVB与其他系统总线互相传输数据,能增强MVB与外界信息交换的能力,克服车载设备间、车载设备与非车载设备间的兼容性低的缺点.该研究不仅从理论上阐述了基于FPGA的多种系统总线互连的接口设计,还实现了样板设计,并进行了互连通信测试.试验结果表明,这种研究不仅能实现多总线互连通信,还可应用开发高访问速率的TCN5类设备.     

强风区铁路风沙防治工程最大输沙量与携沙风荷载计算方法

针对强风区铁路风沙流灾害防治工程,开展最大输沙量和强风携沙风荷载2个最关键工程计算问题的研究。结合现场踏勘资料与测试数据,分析风向、风力和持续时间3个影响因素对最大输沙量矢量合成与计算的控制影响,基于优势强风流理论,归纳给出信风型、季风型和对流型3种典型工程风型的输沙量计算方法,并且为准确采集沙样数据,专门设计出能随主风向自动转动的野外自动风导向积沙仪。基于现场测试数据,根据相似准则与量纲和谐原理,推导强风区携沙风单位体积沙砾颗粒流体平均飞跃速度计算公式,用于强风区携沙风冲击荷载计算,计算结果符合工程实际,满足工程计算要求。     

铁路空车调配综合优化模型及求解

以铁路企业经济效益最大化、货物运输需求方(货主)满意度最大化和空重车调配路径最合理化为目标函数构建铁路空车调配多目标综合优化模型.模型的约束条件主要包括:空车供应站的车种供应量、以重代空最大运量和剩余装车作业能力;空车运输阶段的区段运输能力;空车需求站的剩余卸车作业能力、车种需求量和货物装运总量.根据调研资料确定模型求解参数的取值;通过简化路径参数、量纲转换处理,将多目标规划转换为单目标规划;运用LINGO软件实现综合优化模型的二次建模;运行LINGO程序得到铁路空车综合调配方案.     

我国首次采用的高架车场及综合维修基地一武汉市轨道交通1号线一期工程石乔 口路车场

武汉市轨道交通1号线一期工程的硚口路车场及综合维修基地是我国目前城市轨道交通车场设计中首次采用的高架车场。设计人员在建筑、结构、工艺等的设计中克服了没有相适应的设计规范和用地面积狭小等特殊环境产生的困难,提出了较合理的布局、在列车荷载作用下房屋结构的荷载计算办法、减振降噪措施,以及对车场轨道布置采取的对策。     

基于多维度耦合的动力电池安全大数据监控

近年来,在国家政策引导、标杆企业示范以及市场需求推动的共同作用下,我国电动汽车的保有量有了大幅的增加,且每年的总销量仍在不断的突破,随之而来的动力电池安全也成为了一个全行业必须面对的问题。除了在设计验证,生产制造等环节进行安全问题规避外,在车辆运行的过程中依靠监控系统进行车辆运行大数据监控及预警也很有必要。受限于数据采集频率以及数据采集质量等多个因素,目前动力电池安全的监控难度较高,算法不成熟,监控准确率低。分析了影响动力电池安全的可能因素,并且对每种因素可能导致安全事故发生的概率进行分析,对是否可对动力电池安全进行预警做了探索分析,同时基于可能影响电池安全的原因阐述了一种多维度耦合的动力电池安全监控策略。     

线控转向系统转角反步控制算法研究

为实现商用车线控转向,设计一套新的线控转向系统架构及其转角跟踪控制算法。新的线控转向系统采用丝杠螺母结构中的丝杠直接控制纵拉杆,螺母通过带轮机构被电机驱动。对线控转向系统结构进行运动学分析,推导转向系统可变传动比,采用前轮转角为状态变量,建立线控转向系统二阶动力学模型。基于转角跟踪目标,采用反步控制算法,设计线控转向系统转角跟踪控制器,通过反馈系统线性化处理系统参数不确定和环境干扰问题,实现准确的目标转角跟踪,并建立李雅普诺夫函数,证明了采用反步控制的线控转向系统是渐进稳定的。搭建采用“丝杠螺母+带轮机构”架构的线控转向实车底盘测试台架,选取蛇形和混合工况进行控制算法验证。研究结果表明：与滑模控制算法的测试结果对比可知,反步控制算法绝对平均跟踪误差值降低了71.88%~79.57%,跟踪误差标准偏差值降低了71.32%~78.50%;线控转向系统反步控制转角跟踪算法能够减少系统收敛到原点的时间,抑制系统的抖振,提高车辆线控转向系统转角跟踪的操纵灵活性。     

不同固化剂对路用水性环氧树脂工作性能的影响

为进一步提升路用水性环氧树脂工作性能及使用品质,选取两种环氧树脂和5种固化剂,采用固化剂乳化法,制备了不同类型水性环氧树脂,对比评价了不同固化剂类型及掺量下水性环氧树脂拉伸、弯曲、黏结等工作性能.并基于水性环氧树脂工作性能演变规律,确定了最佳固化剂类型及其适宜掺量.结果 表明:对于E-44和E-51两种类型的环氧树脂,ZH固化剂固化效果最优;当ZH固化剂中活性氢当量与环氧树脂中环氧当量之比为1∶1时,水性环氧树脂可获得最佳工作性能;此外,与E-44水性环氧树脂相比,E-51水性环氧树脂工作性能表现更为优异,其ZH固化剂(用量为LLZ水平)固化产物拉伸强度和断裂伸长率分别为31.6 MPa和12％,弯曲强度、弯曲变形以及弯曲模量分别为82.5 MPa、23 mm和1840 MPa,附着力拉拔强度为2.15 MPa.