机车车辆与线路最佳匹配设计原理、方法及工程实践

提出了采用系统设计思想实现机车车辆与线路最佳匹配设计的理念,论述了匹配设计的基本原理与设计方法。指出:机车车辆系统和线路系统在动态性能设计上要相互适应、相互匹配。无论设计主体对象是机车车辆还是线路,都必须将对方视为主体对象的动态环境,通过机车车辆—轨道耦合动力学理论方法考虑对方的动态影响因素,进行主体对象动力性能优化设计,同时分析评估主体设计对象对另一系统的动态作用影响,再根据动态作用影响的评估结果改进主体对象结构设计参数,如此反复,直到整体系统动态性能最优为止。由此开发了机车车辆—轨道耦合动力学仿真设计技术平台。经在若干铁路重大工程线路设计中运用,取得了显著成效。     

缓解快速线路曲线入口结构性晃车问题的探讨

为减小列车由直线进入曲线时车轮对轨道产生的横向冲击力，对曲线入口的结构性晃车问题进行了分析，进而对轮轨游间及相关技术标准进行了讨论，从机车车辆和线路2个方面提出了建议。     

客运专线道岔前后轨道刚度过渡段动力学研究

客运专线有砟轨道及无砟轨道道岔区的轨道刚度约是区间线路的2~3倍,差别较大,均需要通过设置轨道刚度过渡段来减轻轮轨动力作用,改善行车的平稳性。从保证行车安全性和舒适性、降低对轨下基础动力冲击作用的角度,提出轨道刚度过渡段动力性能的评价指标以及过渡段合理长度的确定方法,既要满足钢轨挠度变化率小于0.3 mm.m-1的要求,还应满足轮轨垂向力衰减距离以及车体加速度衰减时间的要求。应用车辆-轨道耦合动力学模型与理论,进行客运专线道岔前后轨道不同刚度过渡段方案的动力学分析。结果表明:客运专线道岔前后轨道刚度过渡段可采用轨道刚度分级过渡的方法,每一级刚度取15个轨枕间距,并依据实际线路轨道刚度差的大小在3~6级中完成过渡。     

摆式动车组横向动力学模型研究

根据摆式列车运行时车体发生倾摆的特征,采用多体系统动力学原理,建立2M2T的摆式动车组横向动力学仿真统一模型。通过变化导向机构参数可以得到径向转向架或常规转向架的仿真模型。分析其各个刚体的受力情况,得出统一模型的动力学普遍方程式。编制摆式动车组横向动力学计算机仿真程序。通过与试验结果的比较,验证模型的正确性。     

两栖空气动力艇悬挂系统设计仿真

为了提高两栖空气动力艇在冰雪路面上的通过能力,设计了一种用于两栖空气动力艇的新型独立悬挂系统。在CATIA中建立独立悬挂系统的几何模型,通过CAD/CAE软件的数据接口技术将其导入ADAMS/VIEW环境中进行典型工况条件下的动力学仿真,根据仿真结果对独立悬挂系统进行动力学分析,确定了减震器的阻尼特性以及橡胶衬套的刚度,并验证了该系统中各个构件之间的运动关系。     

基于弹性构架的地铁车辆动力学分析

为避免车辆弹性动力学分析中自由度数多、求解方程慢的问题,运用Guyan矩阵缩减理论选出模型中能描述动力学行为的部分。运用Ritz模态向量叠加理论考虑构架的弹性变形对地铁车辆动力学行为的影响。用车辆系统的位形坐标与构架的模态坐标建立刚—柔混合多体系统动力学模型,使自由度得到缩减。从而较快得到地铁车辆具有构架弹性振动的动力学响应,其结果与刚体动力学模型相比有明显差别。     

一种新型轨距可变转向架及其动力学分析

不同轨距的线路严重阻碍了跨国间及跨地区间的铁路运输及经贸活动的发展,采用轨距可变转向架是使铁道车辆自动实现轨距变换行之有效的方法。简要介绍了国外现有的轨距可变转向架的运用与发展现状,提出了一种新型的轨距可变转向架方案,并对其结构特点及自动变轨距机理进行了分析和说明,对其动力学特性进行了初步的研究。     

跨坐式独轨车辆动力学模型及仿真

采用线性化的轮胎模型建立跨坐式独轨车辆的动力学方程。模型考虑走行轮的径向刚度、侧偏效应和纵向滑转,对导向轮和稳定轮则考虑其径向刚度和侧偏效应。用面向对象的建模方法,应用MATLAB/Simulink软件,编制跨坐式独轨车辆动力学图形化仿真程序。通过仿真分析跨坐式独轨车辆通过曲线和轨道梁错接头时的响应特性表明,导向轮胎和稳定轮胎的预压力大小对跨坐式独轨车辆的稳定性、安全性以及平稳性等有着重要的影响。讨论确定导向轮和稳定轮合理的预压力的方法,给出初始加紧力具体数值。     

某静音型电源车通风系统设计与散热分析

针对静音型电源车通风散热要求,计算了车舱内柴油发电机组的散热量和整车通风量,根据通风量的大小对电源车通风散热结构进行了设计,包括进、排风口的大小、位置以及进、排风方式,并利用计算流体力学（ Computation-al Fluid Dynamics , CFD）方法对通风散热效果进行了仿真计算,分析了车舱内流场和柴油发电机组的温度场分布。结果表明,所使用的计算和设计方法是合理的,车舱的通风散热能够满足要求。     

计算流体力学方法在船舶领域的实用性研究

通过CFD（计算流体力学）方法对船舶领域两个典型的工程实例进行了数值计算和流场模拟,模拟的流场与船池试验的流场很吻合。数值计算结果和试验值比较,在特定n范围内相对误差在6．6％以内,满足工程要求。表明数值方法在船舶航速预报方面具有一定的工程实用性,以CFD计算结果为依据光顺流场流线优化船舶阻力性能的可行性也得到工程实例证明。