轨道不平顺激励下高速磁浮列车垂向动力学仿真

为了分析高速磁浮列车直线行驶过程中各项因素的影响,基于多体动力学软件Simpack建立了高速磁浮列车的垂向动力学模型,施加轨道谐波高低不平顺激励,研究了行驶速度、轨道不平顺波长和幅值、车重和悬浮架重以及一二系悬挂参数对于平稳性的影响.对全高速域的仿真结果表明:该型高速磁浮列车满载通过直线线路时,不同车速对应于不同的敏感波长范围.随着列车速度的增加,引起车体主频响应的波长增长,敏感波长范围扩大.并且随高低不平顺幅值的增大,垂向Sperling指标非线性上升,且上升速率逐渐减小.另外,车体重量的增加,悬浮架重的减小,会改善平稳性.在高速磁浮列车的工程应用参数范围内,适当减小一系悬挂刚度、二系悬挂刚度和阻尼,增大一系悬挂阻尼,有助于改善平稳性.其中二系悬挂对车辆平稳性的贡献最大.     

考虑构架柔性的高速车辆曲线通过性能研究

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型.分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性.计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异.仿真表明,一定...     

横风条件下高速列车不同速度下空气动力性能数值仿真

采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组横风条件下的空气动力学性能进行了数值仿真.研究了不同横风风速下,明线上高速列车在不同速度运行时的空气动力性能.根据计算得到的数据,分析了不同横风速度和车速时相应的车体纵、横向气动力变化的规律及成因,得到了相应的结论,为今后列车在横风作用下的运行安全性提供一定的依据.     

横风作用下高速列车同向并行运行安全性数值研究

采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组横风条件下的空气动力学性能进行了数值仿真.研究了不同横风风速下,直线上两列高速列车同向并行运行时的空气动力性能,并与单车运行时情况进行了对比.计算结果表明三种情况下,双车并行运行时的迎风侧车身受到的纵向气动阻力最大,背风侧车体受到的纵向气动阻力最小;相同列车速度和横风速度下,单车运行时横向气动力最大,双车并行运行时,背风侧车体受到的气动力最小.     

D19E型内燃机车曲线通过动力学性能研究

为了研究D19E型内燃机车曲线通过动力学性能,分析了越南铁路基本技术及D19E型内燃机车结构,应用Simpack软件建立了D19E型内燃机车动力学模型。以D19E为模型计算了机车动态曲线通过整车动力学性能,并根据越南铁道机车车辆动力学性能评定规范对该机车车辆在轨道不平顺作用下的不同工况曲线通过进行了分析、评估。研究结果表明,D19E型内燃机车动态曲线通过时的安全性指标满足越南铁路安全行车要求,该机车通过曲线半径为100 m时轮轨横向力接近了允许限值52 kN,在曲线半径为300 m以下时轮重减载率超过静态轮重减载率危险限度值0.65,但动态轮重减载率为0.8,故属合格,因此该机车通过曲线半径小于300 m时应降低运行速度,机车曲线通过更为安全。     

横风下高速列车的非定常气动特性及安全性

为研究横风下不同路况(平地、路堤、桥梁)运行时的高速列车非定常气动特性及安全性,基于空气动力学和多体系统动力学理论,建立高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法,计算在横风下运行速度为300 km/h列车的周围流场,风速为17.1 m/s,风向与列车运行方向垂直,得到各路况运行时高速列车车体所受非定常气动力的时域特性、频域特性及列车周围非定常流动结构。根据高速列车整车试验规范,以脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力为安全性指标,分析不同路况下列车的运行安全性。结果表明,横风中列车所受气动载荷存在明显的非定常性,各车辆的气动载荷功率谱密度存在明显峰值,气动载荷主频集中在5 Hz以内;复线路堤背风侧运行列车的安全性最差,其次为复线桥梁迎风侧、复线桥梁背风侧、复线路堤迎风侧、平地。     

转向架群配置高速货运动车组车辆曲线通过动态特性研究

为了揭示我国最新研发的转向架群配置高速货运动车组车辆动力学特性,本文综合考虑车辆三系悬挂与转向架群配置的结构和功能特点,基于多体系统动力学理论,建立了转向架群配置的高速货运动车组车辆系统动力学模型。仿真分析了空、重车情况下车辆以不同速度通过曲线的轮轨动态相互作用、车辆运行安全性、车辆运行平稳性等动态性能指标。研究结果表明:①无论空车或重车在本文仿真计算的曲线工况下其各项动力学指标均在限值之内;②轮轨动态相互作用和车辆运行安全性随着速度的增加基本都呈现先减小后增大的趋势,最小值基本都在车速325km/h左右出现;③重车轮轨动态相互作用以及倾覆系数均大于空车,而脱轨系数则是空车大于重车;④车体垂向加速度以及垂向平稳性指标随车辆运行速度变化较小,横向加速度随车速增大而增大,横向平稳性指标则有先增大后减小再增大的趋势,垂向或横向平稳性指标都为优。     

小半径曲线通过仿真数据处理与试验对比研究

为比较不同数据处理方式对机车小半径曲线通过动力学性能的影响,运用多体动力学软件SIMPACK建立了某大功率交流传动电力机车动力学模型,采用不同方式对机车通过R300 m小半径曲线仿真结果处理,并与试验数据对比分析。结果表明:1)数据处理方式对机车小半径曲线通过动力学性能影响很大。轮轴横向力和轮重减载率2 m平滑后统计值比1/4周长滤波时小9.84%~22.67%,各指标变化也更平缓;脱轨系数滤波后与滤波前相比,统计值减小14.62%~28.39%,明显消除了高频干扰信号的影响,且波长越大滤波的影响越大。2)轨道不平顺越大,同一指标采用不同方式处理后变化百分比越大,数据处理方式对机车动力学性能的影响也越大。3)各指标试验中的评定值对应的仿真轨道不平顺均较平均值对应的不平顺大;不同线路条件,不同方向上轨道不平顺的差异性又各不相同。应在今后的分析中考虑数据处理和线路不平顺的差异性,使仿真更好地反应实际。     

大轴距电动平车曲线通过性能研究

铁路车辆不仅应具有良好的高速运行平稳性,而且还应有优秀的曲线通过能力。针对大轴距铁路工程车辆普遍存在的曲线通过性能较差现象,以某型铁路施工的专用电动平车为例,并利用多体动力学软件SIMPACK建立车/轨耦合动力学模型,计算在牵引工况下通过300m半径曲线,自行工况下通过小半径曲线和12号道岔时的动力学性能,分析平车的曲线通过性能。计算结果表明:牵引工况下通过R300曲线时粘着系数随速度的增大而减少,蠕滑力同步增大,导致轮轨磨耗加剧;自行工况下前后两个轮对轮轴受方向相反的同步横向冲击。     

高速磁悬浮列车测速定位系统的设计与研究

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁悬浮列车，提出了采用对定子齿槽进行计数的测速定位方案。阐述了基于电感式传感器和DSP信号处理的测速定位试验系统的硬件结构、工作原理及其信号处理技术．试验表明：系统实时性强，测速定位精度高，满足高速磁悬浮列车运行控制的要求。     

磁悬浮列车空气悬架系统研究

分析了磁悬浮列车空气悬架系统的基本要求和目前存在的主要问题，给出了一种经过试验验证的新型空气悬架系统，介绍了其工作原理和设计。该系统较好地解决了目前磁悬浮列车空气悬架系统中的一些棘手问题。     

高速列车运行平稳性研究

以列车为研究对象 ,采用面向对象的建模技术 ,建立了带车辆间悬挂系统的三辆车编组以及单车的垂向及横向非线性动力学模型 ,分别对单车和三辆车编组的列车模型进行了频域研究 ,研究表明车辆间加入悬挂系统增加了车辆间的耦合 ,能有效地提高列车高速运行时的平稳性。     

高速列车横向半主动油压减振器研究

高速列车悬挂系统要求能根据列车运行状况实时调整减振器的阻尼特性，文中提出了一种通过对高速开关阀施行PWM控制以调节阻尼，从而实现半主动控制的列车横向油压减振器。     

高速汽车侧风稳定性的虚拟试验研究

通过对侧风稳定性试验研究,探求一种有效的虚拟试验方法,为汽车设计时提高侧风作用下高速行驶汽车的操纵稳定性提供理论依据。利用ADAMS软件建立了相应的动力学模型,对侧向气动力进行了较好的模拟,首次计及整个过程中风压中心的漂移,得到与试验数据趋于吻合的仿真结果。据仿真结果,提出了改善汽车侧风稳定性的措施。     

磁悬浮列车运行平稳性研究

中低速磁浮列车信号特征提取是磁浮列车安全可靠运行与故障诊断的关键技术之一。针对磁浮列车快变信号特征的特点,利用傅里叶变换(FFT)和短时傅里叶变换(STFT)方法对信号进行分析。该方法不仅可以从时域分析列车运行时的振动信号,而且能从频域分析列车运行特征,同时能够有效的得到信号的瞬时特征,提升了磁浮列车非平稳信号的提取能力,从而可以监测列车运行的实时状态,可以保证列车运行的安全性和可靠性。通过磁浮列车在轨道上运行的试验,得到了列车实时振动信号;分别在2 s (列车过道岔)、4 s (悬浮工况)、6 s (加速工况)和8 s (制动工况)利用FFT和STFT对车体振动进行分析,分析结果表明:列车的振动、频率成分与列车的运行速度成正相关;列车在运行过程中,列车在横向和垂向上的平稳性一直处于等级优。     

不同工况下动车组齿轮箱振动特性试验研究

为了研究不同工况下动车组齿轮箱振动特性,以某型动车组齿轮箱为例,通过模态试验和台架试验相结合的方法分析了影响振动的主要因素。研究表明,动车组齿轮箱的振动在变工况的条件下受转速影响较大,齿轮箱在特定转速下其特征频率会与箱体的模态频率重合引起共振,受其振形影响,轴向振动大于其它方向振动。通过试验分析了解了该型号齿轮箱的振动特性,为齿轮箱的分析与结构优化奠定了基础。     

中低速磁浮列车转向架的结构动力学分析

采用有限元软件ANSYS对中低速磁浮列车转向架进行模态分析和随机振动分析。研究了转向架的动力学性能，为解决转向架的结构动力学问题和结构改进提供了一定的依据。     

轨道不平顺影响下高速列车齿轮传动系统的振动特性分析

为了分析高速列车齿轮传动系统在轨道不平顺激励影响下的振动特性变化规律,利用动力学软件SIMPACK建立包含齿轮传动系统的整车动力学模型,分别在大、小齿轮内部布置测点,进行无轨道不平顺和有轨道不平顺工况下的动力学仿真实验,获得高速列车时速250 km/h时大、小齿轮的振动加速度.对大、小齿轮横向、纵向和垂向振动加速度幅值...     

中低速磁浮列车悬浮磁铁特性研究

悬浮磁铁是中低速磁浮列车运行的关键部件,其工作特性直接影响悬浮系统的控制精度和稳定性.使用有限元分析软件ANSYS对中低速磁浮列车悬浮电磁铁的磁场进行静态分析,验证有限元模型的准确性;根据悬浮列车运行中存在的电流情况,分析悬浮电磁铁瞬态磁场,获得瞬态电流变化下悬浮电磁铁悬浮力,磁通密度和能量损失的变化规律;基于不同斜率...