基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

基于EMD和4阶累积量的船舶轴频电场线谱提取

为实现海洋环境电场背景中微弱的船舶轴频电场信号的有效检测,提出一种结合经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)和4阶累积量对角切片功率谱的方法。首先,利用EMD方法的自适应滤波特性将信号进行分解,得到本征模态函数(Intrinsic Mode Functions,IMF),按照K-L散度准则进行有效IMF的筛选;然后利用高阶累积量抑制高斯色噪声的性质,计算各有效IMF分量4阶累积量对角切片的功率谱,并进行多子带中的线谱提取。海上实测数据的处理结果表明,该方法能够实现-15d B下的线谱提取,具有一定的实用价值。     

一种提高分裂阵频域波束形成测向分辨力的方法

为了提高声呐系统对目标方位的分辨能力,本文提出一种分裂阵频域波束形成方法,即超波束互谱测向法。通过将超波束方法得到的方位谱加权到互谱方法得到的波束形成结果上,从而得到最终的波束输出结果。超波束互谱测向方法的优点是既能够降低主瓣宽度,抑制旁瓣,提高测向分辨力;又能够保留相位信息,为后续谱分析应用提供参考。实验室水池测试结果表明,利用阵元间距为0.016 m的16元均匀直线阵,对于37.5 kHz的声信号,采用超波束互谱方法进行波束形成与单纯采用互谱方法进行波束形成相比较,在0°和60°方位上的波束主瓣宽度分别减小了3.8°和6.9°,旁瓣幅度降低超过30 dB,测向分辨力得到明显提高,从而验证采用超波束互谱测向方法提高测向分辨力的可行性和有效性。     

舰船辐射噪声非线性频谱特征提取与应用

舰船辐射噪声分类识别一直是被动声呐面临的难题,提取舰船辐射噪声的频谱特征来实现分类识别是一种常用的方法。基于舰船辐射噪声频谱特征主要聚于低频段的特点,按照稀疏分解的原理,通过构造完备的非线性频谱字典,提出了一种舰船辐射噪声非线性频谱特征提取方法。对海上实录的多种型号和多种工况的大量噪声样本进行了特征提取,采用最近邻分类器对辐射噪声样本进行了分类识别实验,结果表明,非线性频谱特征的正确分类识别概率高于线性频谱特征的正确分类识别概率。     

高速动力车轴应力谱分析及疲劳寿命可靠性预测

结合车辆系统在随机轨道谱激励下的动力响应与疲劳强度理论,以"中华之星"高速动力车轴为例,建立了动车系统的非线性动力学模型,仿真车辆在典型线路上的运行特性,获取作用于轮轴上的随机载荷谱。引入车轴材料的非线性本构关系,进行轮轴的有限元分析,得到车轴关键部位的应力时间历程,对其进行统计分析后得到各危险点的应力谱。在此基础上,运用局部应力应变法和累积损伤理论进行了车轴疲劳寿命估算和可靠性分析,得到不同可靠度下的疲劳寿命。当可靠度为0.9时,其疲劳寿命为16年。     

基于RPC技术的道路模拟试验载荷谱重构方法研究

载荷测试及载荷谱编制能为车辆及其零部件的疲劳试验提供加载方法,也为疲劳寿命的科学估算提供依据。以国产B型轿车前桥为研究对象,在标准EVP试验路上进行载荷谱样本采集获取目标响应信号,基于远程参数控制技术在道路模拟实验中对载荷谱进行重构,建立了载荷谱重构的标准流程。     

多点随机振动试验的最小驱动

对大尺寸的结构、系统随机振动试验采用多点控制已成为必然趋势.在计算多点控制驱动的时候,如果已知多个控制点参考互功率谱密度矩阵,应用矩阵方程的最小范数最小二乘解,固然可以求出满足此条件的最优驱动,但是对于多点随机振动环境试验,目前限于实测数据的限制,很多情况下试验仅定义了控制点的自功率谱密度,没有定义各点之间的互功率谱密度,本文中在已知各点的自功率谱和频率响应特性下,应用矩阵的广义逆,推导出了驱动功率的最大值和最小值,并给出了多输入多输出的仿真算例.     

移动式海岸卸载系统三维运动响应研究

移动式海岸卸载系统是一种由多个半潜式浮箱单元拼接而成的连岸型海上装卸装备,由于其可以靠泊各类中小型舰艇和民用船舶,并可拆卸转移,因而具有很高的适用性和灵活性.文章在深入分析国内外海洋多浮体三维运动响应计算方法的基础上,对近海移动式卸载系统进行了建模.并采用多浮体有限水深三维势流理论和谱分析方法对其在海浪作用下的运动性能进行了研究,重点分析工作海况下浪向的改变对卸载系统浮箱单元三维运动响应的影响,并将数值计算结果与实验结果进行了对比分析.研究结果表明,文中所采用的理论计算方法可以用于预报移动式卸载系统的运动性能,其计算结果可以作为设计锚链和模块间连接器的依据以及确定系统工作海域、海况的参考.     

基于四阶累量的三次相位耦合特性分析

应用四阶累量分析三次相位耦合于舰船辐射噪声的特性提取。首先给出了四阶累量的一种特殊定义,然后分析其对角切片的傅立叶变换（２１／２）维谱）在提取三次相位耦合特征方面的优良特性,最后将此方法应用于实际舰船辐射噪声的特征分析。结果表明：利用该方法分析三次相位耦合,具有运算量小、计算速度快的特点和良好的抗噪性。实际舰船辐射数据分析表明该方法可用于不同类型舰船的分类识别。     

频域采样三角级数法模拟轨道不平顺信号

在对传统轨道不平顺信号数值模拟方法优缺点分析的基础上,从周期函数傅里叶级数展开原理和离散信号功率谱关系式出发,推导出直接由功率谱密度函数频域采样的三角级数法模拟轨道不平顺。该方法根据列车运行速度、需要模拟的上下限频率范围及模拟时间长度直接模拟出轨道的不平顺序列。应用该方法对美国轨道线路谱进行数值模拟,通过与传统方法的对比,反映了该方法实现容易、模拟精度高且结果可用解析式表示的优点,并能够直接给出轨道线路谱密度不同频率处的幅值大小,有利于研究列车主动控制算法在对不同频率处的控制效果;该方法还可对美国轨道线路五级谱和六级谱进行数值模拟,在随机相位一致的情况下,直观地反映出不同轨道线路谱等级在时域波形上的不平顺差异水平。