列车系统蛇行运动稳定性分析及其与单车模型的比较

建立拖车和动车的横-垂-纵向耦合动力学模型,考虑车间连接装置,组成三种列车编组.基于Hopf分叉和Poincare映射理论,采用数值积分方法研究列车编组中每辆车和列车整体的线性和非线性运动稳定性.仿真结果表明,直线轨道上列车中各车辆和相同参数单车的非线性临界速度相差不大;曲线轨道上列车的非线性临界速度比直线上低;列车编组方式对临界速度影响不大;车间横向连接阻尼和刚度对列车线性和非线性临界速度影响不大.研究直线和大半径曲线轨道上列车系统临界速度时,无论列车中各车辆的参数是否相同,列车的线性和非线性临界速度可以通过计算单车的最低线性和非线性临界速度分别近似得到.     

铰接式高速列车运行平稳性及其试验研究

以高速列车的运行平稳性为研究对象,采用面向对象的建模技术,建立了三车铰接编组、带车端悬架的三车编组以及单车的垂向及横向非线性动力学模型,进行了时域和频域计算分析。研究表明车辆间采用铰接方式进一步增强了车辆间的耦合,能有效地保证列车高速运行时的平稳性,减振性能比仅采用车端悬架的方案优越,并且运用时域仿真给出了车端悬架参数的优选范围。研制成功的铰接式高速试验车组在室内振动台上进行了试验研究,试验结果表明在轨道高激扰的条件下,该设计完全能满足高速运行下的舒适性要求。     

半主动悬挂高速列车稳定性研究

运用非线性分叉理论,对半主动高速列车的蛇行运动稳定性开展了全面研究。建立高速列车模型、半主动减振器模型、半主动控制器模型,并在此基础上构建半主动高速列车联合仿真模型系统。详细分析高速列车动力学系统中影响稳定性的主要非线性特征:轮轨接触几何非线性和抗蛇行减振器非线性。利用演算法计算不同非线性特征组合下的高速列车在采用被动悬挂和采用半主动悬挂系统时的蛇行运动分叉特征,并与线路试验进行对比。结果显示,半主动悬挂系统对采用阻尼型抗蛇行减振器并匹配以大锥度踏面的车辆的稳定性影响不大。半主动悬挂会使采用摩擦型抗蛇行减振器匹配以小锥度踏面的车辆的稳定性有所降低但不影响正常使用。半主动悬挂会使采用摩擦型抗蛇行减振器匹配以磨耗状态的小锥度踏面的稳定性显著下降。因此在高速列车设计中应根据车辆悬挂系统特点,谨慎选用半主动悬挂,在服役过程中亦应关注轮轨关系的变化对半主动悬挂车辆稳定性的影响。     

高速列车弹性车体垂向振动控制

建立包含车体弹性的高速列车单车刚柔耦合动力学模型.针对车体垂向振动,分别在一系悬挂和二系悬挂系统中采用半主动控制策略,研究控制策略对车辆运行平稳性的影响.结果表明,二系天棚阻尼半主动控制与二系阻尼连续可调型半主动控制均能有效降低车体低频处的刚性振动,相对而言,前者对于低频振动抑制效果更佳,但对较高频率的弹性振动无明显作...     

地铁车辆连挂冲击非线性动力学模型

在考虑车钩缓冲器非线性刚度和阻尼、车辆轮轨之间摩擦力的情况下,建立编组列车连挂冲击的非线性模型。根据试验结果,确定了缓冲器的非线性刚度和阻尼,并将数值仿真结果与试验结果进行比较,证明了模型的正确性。使用数值仿真方法,分别研究六车编组、二车编组列车的连挂冲击特性。研究结果表明,车辆连挂碰撞时,冲击分界面处的缓冲器的冲击力、压缩行程最大;不同数量的车辆编组碰撞冲击时,最大冲击力不但存在差异,而且,缓冲器的压缩行程、吸收的能量也不相同;距离冲击分界面较远的车辆之间,可以配置容量较小的缓冲器。     

普通旅客列车电空制动系统 建模及仿真分析

在列车编组运行中,F8型空气制动机的作用指令受制动波速的影响较大,首尾列车制动的一致性较差。在F8型空气制动机上加装电空阀箱,用电信号代替空气信号传递制动指令以加快其传输速度,优化其制动性能。通过建立F8型空气制动机和电空制动机模型,对二者进行单车及编组列车制动系统动在常用全制动、常用制动后缓解以及紧急制动工况下的仿真分析并与试验数据进行对比。仿真结果表明,装配电空制动机可很好地优化列车制动的一致性问题,适合长编组列车的运用。     

城轨列车悬挂系统显遗传自适应模糊控制

为有效抑制城轨车辆行驶时悬挂系统出现的横向振动,提升车辆平稳性与舒适度,引入调控效果优于传统模糊控制的显遗传自适应模糊控制方法,扩展其收敛条件并证明其适用于城轨列车悬挂系统,扩大了该方法的使用范围。在Matlab/Simulation中根据时速为80km/h的某型城轨列车参数搭建车辆悬挂系统模型,并设计了显遗传自适应模糊控制器。仿真实验结果表明,显遗传自适应模糊控制对城轨列车悬挂系统横向振动抑制效果良好,在其控制下列车横向合成加速度、横移振动加速度、侧滚振动加速度以及摇头振动加速度的最大值、均方根值以及功率谱密度值均有所降低。与普通模糊控制相比,显遗传自适应模糊控制能够有效抑制城轨列车横向振动,大幅度提高乘客舒适度。     

履带车辆悬挂系统稳定性分析

履带车辆悬挂系统不仅直接影响到车辆的平顺性和舒适性,而且对履带车辆的稳定性能和行进间射击精度有着重要的影响。基于履带车辆建立了路面模型和车辆悬挂系统的二自由度动力学模型,采用Simulink对悬挂系统动力学模型进行仿真计算,并通过改变悬挂的阻尼刚度和弹簧刚度来分析其对车辆稳定性和车辆射击精度的影响,为悬挂系统的设计提供基础。     

高速列车及其减振系统的发展趋势

分析比较摆式高速列车，轮轨高速列车和磁悬浮高速列车各自特点及其在国内的可行性；重点着眼于车辆悬挂系统，阐明被动、主动和主主动悬挂系统的发展过程，从基本结构及功能原理的角度分析这几种悬挂模式的优劣；根据现有复杂非线性系统的控制方法探讨主动与半主动悬挂所应采取的有效控制策略；总结出车辆悬挂系统应重点研究半主动新型智能减振器、有效可靠的控制器、机电一体化建模、悬挂系统的安全性等。     

不同车钩组合方式对列车纵向冲动的影响

车钩缓冲装置传递车辆之间的纵向作用力并缓和车辆之间的冲击力,对于改善车辆受力状况和运行性能具有非常重要的意义.利用空气制动仿真系统与三维空间耦合动力学仿真系统联合仿真,将普通车钩与拉杆式车钩进行编组,分析了列车分别由以下三种情况下连接的纵向车钩力:普通车钩、普通车钩与拉杆式车钩组合、拉杆式车钩.对比三种编组,提出一种相...     

高速列车横向悬挂系统振动结构研究

研究了高速列车横向悬挂系统的振动结构。为了抑制列车横向振动,提高平稳性,分析了列车横向悬挂系统振动结构的主要矛盾和相互关系。采用Simulink仿真软件建立了17个自由度的列车横向悬挂系统车体模型,以加速度功率谱密度函数为依据,建立了关系函数,对横移、侧滚、摇头振动和前、后端转向架横向合成振动指标相互关系进行了分析。结果表明,列车在高速情况下,在最令人敏感的低频段,摇头振动是引起列车横向振动的主要因素;随着速度的提高,主要影响因素从摇头振动向横移和侧滚振动发生着量的变化。     

STUDY ON DYNAMIC CURVING BEHAVIOR OF TILTING PASSENGER CARS

By using tilting carbodies, train can negotiate at a higher speed without reducing the passenger's ride quality.This is a good method to allow a significant increase in speed at existing track to improve the railway transportation capability, and to enhance the competition ability of railways with other transportation systems. With the increase of the curvenegotiation speed, the wheel-rail lateral forces and wheel-rail wear of the tilting train will increase. The self-steering radialbogie is an effective way to solve the problem. The dynamic model of the tilting passenger car with self-steering bogies isestablished in detail, and the curving performance of the car is investigated.     

基于虚拟试验的摩托车平顺性仿真研究

利用三维建模软件建立摩托车三维实体模型,导入多体动力学软件ADAMS,在各零部件之间设置相互约束,编制路面文件,形成适合平顺性分析的摩托车多体动力学模型.通过对摩托车多体动力学模型进行虚拟试验,提取对驾乘舒适性显著影响部位的振动加速度值,对摩托车的平顺性进行评价分析.     

Semi-active control to reduce carbody vibration of railway vehicle by using scaled roller rig

As train operating speeds increase, upgrading the performance of the railway vehicle has been required. To improve the ride comfort related to vibration, researches to replace the conventional passive suspension with (semi)active suspension have been carried out. For the purpose of vibration reduction, the magneto-rheological (MR) damper has been widely applied in automobile or anti-vibration areas, but it hasn??t yet been applied to railway vehicles. In this study, skyhook control with the MR damper was applied to the 1/5 scaled railway vehicle model on roller rig to suppress the lateral vibration of the carbody. For the 1/5 scaled prototype model of the railway vehicle, the dimensions of railway vehicle were scaled down by similarity method. Both numerical analysis and experiments to control the carbody lateral vibration were conducted and compared. The possibility of improving both the ride comfort and running stability of the railway vehicle by using the semi-active control was discussed in detail.     

基于ADAMS的提升桥式重型汽车平顺性仿真分析

以车辆行驶平顺性为研究目标,以提升桥式重型货车SCANIA-P380为研究模型,在ADAMS/CAR中建立提升桥部分车身的平顺性仿真模型,得到提升桥部分车身质心处横向、纵向、垂向的加速度时域曲线,从而得到总加权加速度均方根值为0.427 m/s2,对该总加权均方根值进行对数计算得到加权振级为115db,根据加权振级和总加权均方根值与人的主观感觉之间的关系表可知人的主观感觉为有一些不舒适,但没有极不舒适的感觉,车辆的平顺性是满足设计要求的。     

C0-C0米轨内燃机车横向动力学性能分析

针对C₀-C₀米轨内燃机车建立动力学模型,分析了多种直线和曲线工况下机车平稳性和运行品质。结果表明:随着运行速度的增加,机车横向平稳性和加速度最大值呈上升趋势,指标在不同测量位置由大到小依次为前司机室、后司机室、车体中心;对于曲线工况,机车横向平稳性最大值逐渐增加,司机室大于车体中心,而横向加速度最大值在曲线半径为130m、800m、1200m时分别呈现线性增长、双线性增长和先降低后增长的趋势。     

柔性车辆振动和运行平稳性控制研究

通过对铁道车辆柔刚体系统进行动力学分析，应用独立模态空间控制理论，提出了通过控制车体的一阶垂直弯曲模态和车体浮沉、点头刚体振动模态，改善车辆运行平稳性的混合控制策略。在最优控制基础上，采用磁流变阻尼器作为作动器的半主动控制策略，实现能量消耗和控制效果的协调。机械系统和控制系统的联合仿真结果显示：半主动控制策略较好地抑制了车体低阶弹性弯曲振动和车体浮沉刚体振动；车辆运行平稳性性能的改善接近最优控制策略；对车辆系统而言，半主动磁流变阻尼器的实现是可行的。     

基于磁流变阻尼器的铁道车辆结构振动半主动控制

在建立铁道车辆柔刚体系统垂直动力学模型的基础上,应用独立模态空间控制理论和最优控制理论,对影响车辆垂直运行平稳性的车体低阶弯曲结构振动和浮沉、点头等刚体振动进行控制。根据铁道车辆悬挂系统的特点,提出采用磁流变阻尼器作为作动器,以降低车体垂直加速度进而改善运行平稳性为目标的半主动控制策略,来实现在性能改善和能量消耗之间的协调,在ADAMS和Matlab/Simulink?环境下,应用机械系统和控制系统联合仿真技术,对采用半主动控制策略的整车性能进行仿真研究。仿真结果显示该半主动控制策略能较好地抑制车体第一阶弯曲模态的结构振动,并可改善车辆运行平稳性,针对铁道车辆系统的磁流变阻尼器在设计上是可行的。