考虑旋转效应的弹性车轮降噪效果与影响参数研究

以某款弹性车轮及其原型普通车轮为研究对象,在考虑车轮旋转带来的移动荷载效应和陀螺效应的前提下,应用2.5维结构有限元法和2.5维声学边界元法预测车轮在给定轮轨粗糙度激励下的振动和声辐射;针对40、80和120 km·h^-1三个运行速度,分析了弹性车轮的降噪机理,研究了弹性车轮橡胶层的材料参数对弹性车轮降噪效果的影响。研究结果表明：车轮旋转使得原本非0节径模态频率处的声功率峰值分叉为2个峰值,其中一个峰值频率比原模态频率高,另一个峰值频率比原模态频率低,2个峰值频率差近似等于车轮的旋转频率乘以2倍的模态节径数;在所考虑的工况下,车轮旋转对车轮声辐射的影响最高达3.2 dB(A),因此,在预测车轮的声辐射时,必须考虑旋转对预测结果的影响;如果橡胶弹性模量太小,则轮箍容易振动,从而有可能辐射比普通车轮更高的噪声;从车轮声辐射的角度,橡胶弹性模量存在一个最佳值,在这个值下,弹性车轮的声功率最低,且低于原型车轮的声功率10 dB(A)以上;增加橡胶阻尼总是有利于车轮噪声的控制,但增加阻尼产生的降噪效果随橡胶弹性模量的增大而降低;对于同一弹性车轮,随着运行速度的提升,相对原型普通车轮的降噪效果不断降低,速度从40 km·h^-1增大到120 km·h^-1,降噪效果降低达4 dB(A)以上。     

上下臂杆直径对高速受电弓气动抬升力的影响

建立了7种不同直径上臂杆和7种不同直径下臂杆的受电弓模型,对受电弓进行空气动力学数值模拟计算,采用多体动力学方法计算了受电弓的气动抬升力,从气动力及流场特性的角度研究了受电弓上下臂杆直径对受电弓气动性能、气动抬升力的影响规律。研究结果表明：开口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增加而增大,随着下臂杆直径增大而减小,但下臂杆直径对受电弓气动抬升力的影响较小;闭口运行工况上臂杆气动升力和受电弓气动抬升力都随着上臂杆直径增大而减小,随着下臂杆直径增加而增大;开闭口运行工况上臂杆主体杆件气动阻力仅为上臂杆气动阻力的3%~10%,气动升力为上臂杆气动升力的26%~55%,下臂杆主体杆件气动阻力为下臂杆气动阻力的10%~25%,气动升力为下臂杆气动升力的43%~68%,直径的改变对上下臂杆气动升力的影响较大,对气动阻力的影响较小;闭口运行工况上下臂杆气动阻力的绝对值都大于开口运行工况。     

基于反潜潜艇声呐探测的潜艇被发现概率算法研究

  目的  基于水下结构体自身振动数据及被动声呐方程,提出对自身被探测状态及最大被探测距离评估的方法,以解决水下结构体难以快速估计声源级和评估被探测状态的问题。  方法  采用传递路径分析（OTPA）方法并结合水下目标自噪声数据对自身声源级进行实时预报,利用奇异值分解（SVD）和主分量分析方法（PCA）消除测量数据串扰导致的误差,以及结合声波水下传播特性和传播环境,在探测模型中对当前环境下水下结构体的被探测状态和最大被探测距离进行评估。  结果  所提探测模型经湖上试验得到了验证。结果表明水下结构体声源级的平均估计误差小于2 dB,被探测状态及最大被探测距离的评估值在绝大部分频段内与实测结果吻合。  结论  研究结果可为掌握水下结构体自身声隐身态势提供依据。     

碳纳米管增强火山灰基地聚合物的制备与性能表征

为研究多壁碳纳米管对火山灰基地聚合物的增强效果与机理,通过显微观察和图像识别对比了不同超声时间多壁碳纳米管分散液中团聚体的数量和面积,确定了适宜的超声分散时长;以不同顺序混合分散液、碱激发剂溶液和火山灰制备地聚合物,通过所得浆体的稠度试验、硬化试件的三点弯曲试验、单轴压缩试验研究了不同掺量、不同种类的多壁碳纳米管对地聚合物工作性能与力学性能的影响,并利用扫描电子显微镜-能谱仪、压汞试验对地聚合产物的微观形貌和孔隙结构进行表征。分析结果表明：随着超声时间的增加,多壁碳纳米管的分散效果改善明显,45 min超声后超过85%的团聚体面积减小至0~100 μm²,总团聚体面积占比小于1%,且平均面积小于50 μm²;先添加多壁碳纳米管分散液再添加碱激发剂溶液的材料混合顺序更有利于纤维的均匀分散和地聚合物工作性能的保持;多壁碳纳米管在0.10%质量掺量时,对火山灰基地聚合物流动度影响不大,且能够有效提升其力学性能;功能化的多壁碳纳米管由于具有更强的亲水性和润湿性,对浆体工作性能的影响更轻微,对硬化试件力学性能的提升更显著,28 d时抗折、抗压强度较参照组最高可分别提升31.0%、15.9%;微观检测结果显示,多壁碳纳米管在地聚合物中发挥了桥接、填充、成核作用,因而实现性能的改善。     

城市轨道车轮结构振动-声辐射一体化优化方法

为了降低城市轨道车辆的车轮结构噪声,以服役的双S型辐板车轮为研究对象,建立了考虑振动与声辐射融合的城市轨道车轮结构噪声优化模型,获得了一种自上而下呈不等厚特征辐板的新型降噪车轮廓形,提出了以轨道车轮辐板区域为设计域的车轮结构振动-声辐射一体化优化方法;将整个辐板区域确定为设计域,分别设定编码规则、选择规则、交叉规则和变异规则,使振动-声辐射优化目标函数逐渐收敛,从而进化为较优的降噪车轮廓形,实现轨道车轮振动-声辐射结构优化设计;利用成熟有限元工具获得优化车轮的静强度、疲劳强度和振动声辐射性能,进一步验证双S型辐板车轮新型结构噪声优化结果的有效性和可靠性。研究结果表明：车轮结构振动-声辐射一体化优化方法适用于降噪车轮的结构廓形优化,优化后车轮峰值声功率级较原双S型辐板车轮降低了4.26 dB(A),在0~5 000 Hz频段范围内声功率级峰值处降噪效果明显;从辐板结构特征上看,双S型辐板车轮的辐板由优化前的基本等厚辐板进化为不等厚辐板,车轮辐板的不等厚特征有利于降低车轮的声辐射水平,从车轮的经济和降噪性能兼顾的角度,建议采用不等厚辐板车轮廓形作为轨道车轮降噪模型。     

多重功能复合的市域快轨速度目标值研究——以成都市轨道交通13号线为例

成都市轨道交通13号线贯穿中心城区连接新机场同时又串联温江、简阳新城、空港新城等外围组团,全长接近100 km,是一条兼顾城区和市域功能的快线。以13号线为例从两方面的约束出发:一是选用较高速度目标值来节省全线旅行时间,二是不同的站间距对速度目标值的影响,在此基础上,以满足时间目标为目的,考虑对速度目标值选取影响的大小,选择站间距的匹配性、时间目标的适应性、车辆购置费、线网适应性、能耗、土建工程等方面进行比选,通过综合分析法、定性和定量相结合的研究方法,综合各方面的比选结果最终确定全线选用140 km/h的速度目标值,在城区范围内按100 km/h限速的方案。     

交直流机车混跑牵引网谐波特性仿真研究

随着电气化铁路的快速发展和电力机车的更新换代,交直电力机车与交直交动车组混跑引起的牵引网谐波问题越发严峻。为分析多车混跑线路谐波传输特性,以现阶段运行最多的交直机车SS6B和交直交动车组CRH2为例,利用Matlab/Simulink仿真软件建立车网联合仿真模型。通过对SS6B电力机车和CRH2动车组谐波特性的仿真分析,验证模型的正确性。在车网联合仿真模型的基础上,分别针对不同牵引网长度、不同机车位置及机车工况变化3种情况下的牵引网谐波特性进行分析。该研究结果表明联合仿真模型能精确反映交直流机车混跑对牵引网谐波的影响。     

用于单相组合式同相供电的CPD结构可靠性研究

组合式同相供电装置(co-phase compensation device, CPD)是同相供电系统中的关键设施,牵引供电系统的安全稳定运行与其可靠性密切相关。以拓扑分析为基础,综合考虑到各个器件的组合关系,利用k/n(G)可靠性模型建立级联式CPD和MMC-CPD的可靠性分析模型。在满足同相供电装置正常运行的必要条件下对比分析级联式CPD和MMC-CPD的可靠性指标。最后针对MMC-CPD的特殊拓扑结构,分析子模块冗余配置对可靠度的影响,优化MMC中子模块的冗余数量,为单相组合式同相供电MMC-CPD冗余设计和运行维护提供依据。     

长沙市轨道交通可持续发展的SWOT分析与战略选择

以长沙市轨道交通可持续发展为战略目标,利用态势分析法(优劣势、机会和威胁,SWOT)对其发展的优劣势进行分析,提出城市轨道交通要与社会和谐、与资源协调、与环境相容、与城市未来发展一致的战略建议。     

高架桥弯梁抗扭稳定性分析

依据淮河入海水道高架桥工程, 采用空间有限元数值方法, 构建了全桥的空间仿真模型, 分析了多跨独柱墩弯梁桥的抗扭稳定性。考虑了引起弯梁抗扭稳定性的主要影响因素, 如弯梁恒载、温度效应、车辆的偏心行驶等, 并分析了这些因素组合时对弯梁的影响。结果表明, 弯梁桥的抗扭稳定性主要表现在弯梁的扭转变形和支座的支反力上, 特别是要设计合理的支承方式, 避免支座出现脱空现象。