地铁快线设计中几个技术问题的探讨和思考

以广州地铁3号线、东莞城市快速轨道交通R2线等快线设计为例,重点研究速度为120 km/h的地铁快线设计的一些基本特征,如系统制式的选择、速度目标值、车辆选型、列车编组方案、乘客舒适度、空气动力学、土建工程设计、道岔选型和牵引供电制式等,并探讨了在地铁快线设计中现行《地铁设计规范》存在的不足。     

基于人-车-路耦合振动系统的儿童乘坐舒适性

根据拉格朗日原理,建立了基于人-车-路耦合振动的12自由度动力学数学模型;借助MATLAB/Simulink平台,分析车速、路面不平度、汽车前后轮迟滞性及左右轮相干性的特点;构建了随机路面激励时域模型;采用时域和频域分析了在不同路面及不同车速下汽车对儿童头部、臀部振动影响。研究表明:通过提高路面等级及车速可以提高儿童的乘坐舒适性;儿童对5～10 Hz的低频及15,23 Hz的中频振动最为敏感;适当地降低座椅刚度、提高阻尼及合理地布置座椅位置可以提高儿童的乘坐舒适性。     

有限元分析在钢网架屋盖结构设计中的应用研究

研究目的：研究ANSYS软件在钢网架屋顶结构设计中的适用性，分析钢网架结构设计参数的可行性。 研究方法：用ANSYS软件建立钢网架屋顶结构的有限元模型，结合该结构的实际受力状态、材料特性、几何特性及边界条件等相关参数，对模型进行加载计算和求解。 研究结果：通过对结构变形和内力两方面的检算，得到了钢网架屋顶结构的竖向变形值和结构中各杆件的轴力值。参照相关设计规范，该屋顶结构的变形和强度均满足规范要求。 研究结论：有限元分析在检算钢网架屋盖结构设计参数的可行性方面比较适用，直接利用有限元软件ANSYS建立有限元模型，输人相关计算参数，然后划分网格、加载、求解，最终可提取需要的相关力学参数。类比本算例，可将有限元软件ANSYS作为辅助工具应用于其他工程结构的参数设计与力学检算中。     

边界和长度对管节点附加水质量的影响

运用三维边界元方法,通过数值计算,证明在一定条件下流体边界、构件长度对管节点附加水质量均存在较大影响,以方形和圆形构件为例,分析构件附加水质量受这些因素影响的变化规律。     

重庆跨座式单轨交通系统动载试验研究

研究目的：对重庆市跨座式单轨交通系统进行动载试验，检验跨座式单轨交通系统的实际动力性能。研究方法：通过对不同车速下重庆市跨座式单轨交通系统动力性能的检测试验，研究跨座式单轨交通PC轨道梁的动力特性及其动力响应，并对单轨车辆乘坐舒适性进行测试与分析。研究结果：PC轨道梁结构实测动力特性与理论计算结果基本相符。研究结论：轨道梁结构具有良好的竖向刚度和结构强度；单轨车辆以不同速度通过桥梁时，试验梁横向基频、横向加速度等横向振动性能与铁路桥梁检定规范要求有一定差异；单轨车辆在桥上运行时对轨道梁结构有一定的冲击作用；参照ISO2631、UIC513和GB5595—85评价标准，对单轨车辆乘坐舒适性采用舒适度和平稳性2个指标进行的测试分析表明，运行车辆具有良好的乘车舒适性。     

利用直接边界元法求解兴波问题

本文描述了利用直接边界元法求解定常兴波问题的理论和数值方法，本方法利用线性化自由面条件，辐射条件基于Dawson的四点差分格式进行处理。本文给出了Wigley船的兴波阻力和波高的数值结果，并与Dawson方法和试验结果进行了比较，结果显示本文的结果合理可靠。     

芜湖长江大桥裕溪河桥车桥耦合振动分析

采用空间杆系有限元方法,建立芜湖长江大桥裕溪河2×80 m连续钢桁梁桥的动力分析模型。计算得到其横向基频为2.097 Hz,与实测值1.95 Hz吻合良好,且满足现行《铁路桥梁检定规范》相应限值1.125Hz的要求。运用车桥空间耦合振动理论对该桥在实际运营列车作用下的车桥动力响应进行计算与分析,结果表明,在空载及空重混编货物列车以速度50~80 km.h-1通过时,桥梁的横向振幅达到4.5~8.1 mm,与实测值4.6~8.4 mm吻合良好,但超出《铁路桥梁检定规范》的限值,而脱轨系数小于0.8,轮重减载率小于0.6;当通过速度在70 km.h-1以下时,机车车辆平稳性达到“良”或“合格”。因此,该桥能够满足空载及空重混编货物列车以70 km.h-1及以下速度通过。     

Optimization and integration of ground vehicle systems

This article deals with the optimal design of ground vehicles and their subsystems, with particular reference to 'active' safety and comfort. A review of state-of-the-art optimization methods for solving vehicle system design problems, including the integration of electronic controls, is given, thus further encouraging the use of such methods as standard tools for automotive engineers. Particular attention is devoted to the class of methods pertaining to complex system design optimization, as well as approaches for the optimal design of complex systems under uncertainty. Some examples of design optimizations are given in the fields of vehicle system dynamics, powertrain/internal combustion engine design, active safety and ride comfort, vehicle system design and lightweight structures, advanced automotive electronics, and smart vehicles.     

提速旅客列车纵向冲动的仿真研究

根据提速旅客列车对于旅客乘坐舒适性的要求，应用列车纵向动力学理论分析影响旅客列车纵向冲动的主要因素，并通过比较不同装备条件的仿真研究结果，说明提速旅客列车纵向冲动的现状及发展前景。     

列车系统运行平稳性研究

在车辆动力学模型的基础上,建立由3辆拖车组成的列车动力学模型。建模过程中考虑列车系统中存在的轮轨接触几何关系非线性、轮轨蠕滑率/蠕滑力的非线性、钩缓装置作用力的非线性以及车辆模型一、二系悬挂作用力的非线性等因素。研究车间连接刚度和连接阻尼对列车运行平稳性的影响。仿真结果表明,车间横向连接刚度和横向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响较大,而车间垂向连接刚度和垂向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响很小。在列车中的相邻两车之间安装横向减振器能够有效地提高列车的横向运行平稳性,并能够改善列车的垂向运行平稳性。仿真结果还发现,在转向架悬挂参数相同的情况下,单一车辆的运行平稳性指标大于列车的运行平稳性指标。