高速铁路箱梁桥-声屏障结构振动噪声初探

声屏障是轨道交通重要的降噪措施之一,但在列车经过时声屏障同样会产生振动成为向外辐射噪声的声源.以内折型声屏障为研究对象,将其简化为适用于声学计算的板壳单元,通过建立高架线路结构的有限元模型,以中国高速铁路无砟轨道谱作用下的声屏障以及箱梁桥-声屏障的动力学响应作为声学边界条件,基于有限元-边界元理论分别求解单独声屏障和箱梁桥-声屏障的声辐射特性,初步探究了声屏障对高架路段结构声辐射的影响,在此基础上进一步考虑了地面反射的作用.研究结果表明:声屏障的振动形式主要表现为水平局部振动以及垂向整体振动,水平局部振动对自身结构噪声辐射的影响最大,其结构噪声集中在0～180 Hz的低频段,与桥梁结构噪声频率范围重合度较高;桥梁上安装声屏障后的振动分布发生明显地改变,使得声压在部分频段内降低,周围声场的分布也发生了明显变化而且总体上声压增加了1～2 dB;刚性地面的反射会使整个声场的声压增大,声压增加值最大可达5 dB.因此,声屏障对高架线路的整体结构声辐射能够产生很大的影响,考虑地面反射的作用后更加显著.     

轮轨接触关系计算方法

为了在车辆-轨道耦合动力学仿真中能更真实反映轮轨接触状态,利用迹线法原理和轨廓分区法,在考虑轮对的横移、浮沉、摇头、侧滚和左右钢轨的横移、浮沉、侧滚的条件下,分别计算轨顶和轨侧区域与车轮的最小轮轨间隙量,以此来判断轮轨的真实接触状态:正常的一点接触、非正常的一点接触、两点接触和车轮完全悬浮,并根据非线性赫兹接触理论分别求得两接触点处的轮轨法向力。轮轨接触关系仿真结果表明根据轮轨接触关系计算方法得出的轮轨接触关系符合车辆在实际线路上的运行状态。     

铁路行车安全性及舒适性仿真

为了研究最高速度为200 km.h-1客货共线铁路的行车安全性及舒适性,从动态角度出发,基于大系统动力学思想,仿真计算了高低速客货列车以不同速度通过全线时的动力学性能各项指标,根据现行铁道机车车辆动力学性能评定规范对其进行评估。仿真结果表明:在设定的平纵断面及运行条件下,所有列车的行车安全性与乘坐舒适性指标均满足要求,并具有较多的富余量,尤其是平稳性指标属优良等级。     

基于线性自适应神经网络的摆式列车横向加速度预测研究

阐述了用线性自适应神经网络对即将输入的控制参考信号进行多步在线自适应预测并编程实现的方法。对实测信号的仿真分析表明,线性自适应网络可以以满意的精度对摆式列车横向加速度进行多步预测,有效解决由于各种因素造成的滞后补偿问题。     

"天梭"号交流传动电力机车转向架的研制

介绍了“天梭”号交流传动电力机车转向架的结构特点,并对其进行了动力学性能分析。环行线试验表明,该转向架结构设计合理、性能可靠。     

基于LSTM神经网络的地铁变压器绕组温度预测

传统的地铁状态监测系统仅能反映变压器绕组当前的温度状态及其历史温度趋势,当绕组温度超过阈值时系统报警,但不能对绕组未来的温度变化进行预测。绕组温度受设备运行功率和环境温度等多重因素影响,其变化呈现非线性和周期性,传统预测方法精度难以提升。本文基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)算法预测变压器绕组温度,选取绕组温度、环境温度、运行功率、运行电流作为输入变量,收集变压器历史状态数据构成训练数据进行离线训练,通过训练完成的绕组温度预测模型反映多重影响因素与绕组温度的变化关系。最后将算法应用于某地铁站动力变压器,收集样本数据进行训练得到温度预测模型,将测试数据输入模型中,计算绕组温度真实值和预测值之间的相对温差,分析验证算法可行性与模型准确度。结果表明：LSTM算法面对大数据量样本可充分挖掘多重影响因素与绕组温度之间的深层关系,温度预测模型可准确预测绕组温度的变化。     

既有万吨重载铁路提速条件下轮轨动态相互作用特性

为研究我国某万吨重载铁路既有线提速的可行性,开展列车通过不同线路条件时轮轨动态相互作用特性的仿真和试验研究。建立万吨重载货车在线路上运行的动力学分析模型,计算分析其空载、满载以及直线、曲线通过等多种工况下,不同运行速度对轮轨动态相互作用的影响;对万吨重载列车开展了提速动力学试验,测试重载列车提速通过时的轮轨动态相互作用特性。结果表明:万吨重载列车的轮轨动态相互作用均随车辆运行速度的增加而增大,曲线线路区段产生的轮轨相互作用更加剧烈,但均小于安全标准限值且有一定的安全余量。     

基于铁路货车动力学响应的轨面三角坑识别方法

针对铁路三角坑危害性大、检测效率低等问题,提出一种基于运营铁路货车二系动态位移的轨面三角坑识别方法。首先借助车辆动力学模型分析了二系动态位移与三角坑的映射关系;再借助集合经验模态分解(EEMD)将车辆左右两侧二系动态位移求差后的信号分解为一系列本征模态函数(IMF);然后基于峭度加权法将多个IMF分量进行信号融合,提取出有效信号成分,增强了由三角坑引发的信号波动特征;最后利用改进的能量比(MER)法实现轨面三角坑的精准定位。结果表明,本文所提出的检测方法实现了轨面三角坑的识别,可满足0.1 m范围内的高精度定位,为基于运营车辆的三角坑智能检测与预警方法研究提供了基础。     

钢轨磨耗型波磨计算模型与数值方法

分析了国内外铁路钢轨波浪形磨损理论模型,提出了车辆轨道垂、横向耦合动力学、轮轨滚动接触力学和钢轨材料摩擦磨损模型为一体的钢轨磨耗型波浪形磨损计算模型,发展了相应的数值方法。模型中车辆结构和轨道下部结构被简化成等效的质量、弹簧和阻尼系统,钢轨用Euler梁代替,并考虑它的垂向、横向弯曲变形和扭转变形,利用修改的Kalker三维弹性体非Hertz滚动接触理论和相应的数值方法计算轮轨蠕滑力和摩擦功,假设材料单位面积磨损量正比于轮轨接触面摩擦功密度。利用该模型和相应的数值方法分析了几个磨耗型波磨情况,结果表明该模型可以模拟轨道多种缺陷(轨缝、扁疤、凹坑、轨枕间距、随机不平顺等因素)引发的钢轨磨耗型初始波磨和发展规律,可以模拟由于钢轨在机械加工或打磨过程中形成的初始波磨的演化过程,可以通过改善轨道特性来消除或减少波磨的发生和发展。     

机车车辆轨道道耦合几何结构基于面向对象的建模分析研究

将可视化、三维建模等技术引入机车车辆轨道耦合动力学仿真中,从系统工程的观点,在机车车辆－轨道耦合动力学计算核模块的基础上,提出了基于面向对象的机车车辆－轨道耦合动力学的计算机仿真方法及相应的模型解释和标识机制,成功地形成了一个以三维可视输入输出,并与核心模块有机结合的机车车辆轨道动力学分析综合仿真平台。