基于Hilbert-Huang变换的轨道车辆轴箱加速度信号分析

轨道不平顺是影响列车快速、安全运行的重要原因,同时轨道不平顺所引起的列车轴箱加速度变化能够反映轨道不平顺的状态信息。通过希尔伯特-黄变换(Hilbert-Huang transform,HHT)对采集到的列车轴箱垂向加速度进行分析,利用HHT能够准确地描述非线性、非平稳信号的时变特征,分析轨道不平顺引起轴箱加速度变化的主要特征频率分布。对轴箱垂向加速度信号EMD分解后时频分析,能够有效地对轨道存在的不平顺位置进行定位,实现轨道区段内一定程度的短波不平顺检测。     

我国干线轨道谱理论分析及试验研究

运用车辆、轨道耦合大系统思想,将轨道高低、水平、方向和轨距四种不平顺视为平稳的各态历经随机过程,进行了车辆、轨道系统的动力学分析,仿真计算了250 km/h速度的高速铁路轨道不平顺管理的安全目标值。同时利用线路试验和滚动振动台试验探讨我国干线轨道谱与国外典型轨道谱的区别与联系。     

轨道不平顺数值模拟及其对堆垛机性能的影响

在巷道堆垛机设计过程中,考虑了轨道高低不平顺对其性能的影响。根据功率谱密度与轨道随机不平顺的关系,基于Blackman-Tukey对轨道不平顺进行数值模拟,将模拟值导入堆垛机的有限元模型中,在不同等级不平顺和不同速度作用下,得出立柱顶端振动位移图、底端应力图和载货台的振动位移图。借助轨道等级功率谱再现虚拟轨道不平顺对巷道堆垛机的设计具有指导意义。     

HHT在车辆-轨道系统垂向振动时频分析中的应用

应用希尔伯特黄变换方法(Hilbert-Huang transform,简称HHT)对车辆-轨道系统中高低不平顺与车辆垂向振动加速度关系进行分析。首先,利用经验模态分解法(empirical mode decomposition,简称EMD）对实测的高低不平顺与车辆垂向振动加速度信号进行分解,得到两者的本征模函数;然后,通过比较分析两者本征模函数的时域波形与Hilbert能量谱,说明高低不平顺本征模函数与车辆垂向振动加速度本征模函数之间的确定性的对应关系,可以利用车辆垂向振动加速度来识别轨道高低不平顺的不良区段;最后,对京广提速干线铁路轨检车实测样本进行回归分析,得到在波长为1.5～50m范围内直线和曲线段高低不平顺与车辆垂向振动加速度的定量关系。     

轨道不平顺对高速列车小幅蛇行运动的影响

高速列车小幅蛇行运动存在2种演变形式,即小幅收敛或小幅发散,为分析小幅蛇行运动的演变趋势,从轨道不平顺角度出发探究其对小幅蛇行运动的影响。首先选取了德国轨道低干扰谱,分析了德国轨道低干扰谱中的4种轨道不平顺类型的功率谱密度,模拟得到了4种时域谱,借助于SIMPACK软件建立了国内某高速列车动力学计算模型,对不同轨道不平顺类型进行了仿真分析。研究结果表明:在小幅蛇行发散临界速度之前,系统所出现的小幅蛇行运动都会收敛,超过临界速度,小幅蛇行发散至形成不同振幅的稳定极限环。不同轨道不平顺激扰类型,小幅蛇行发散的临界速度不同,但均低于车辆系统的蛇行失稳临界速度。     

基于小波去噪与HHT的隔膜泵主轴故障诊断研究

往复式活塞隔膜泵的主轴的运行状况的好坏,直接影响着隔膜泵的正常运行,乃至整个管道输送系统的有效运行。提出一种基于小波去噪与HHT相结合的往复式活塞隔膜泵主轴故障诊断方法。先采用小波变换对原始振动信号进行去噪,再对去噪后的振动信号进行HHT处理,可以得到HHT边际谱,最后通过分析HHT边际谱,实现了对设备故障有效的诊断和研究。实验表明,通过基于小波去噪与HHT的方法对往复式隔膜泵主轴的故障诊断是有效的和可行的。     

有轨电车不平顺管理值研究

确定现代有轨电车的不平顺管理值是其轨道和基础结构设计的前提条件。以上海松江有轨电车为例,运用车辆-轨道耦合动力学理论,建立有轨电车多刚体模型,以轨道的高低、水平和方向不平顺为评价指标,对轨道不平顺的幅值及其敏感波长进行分析。结果表明,运行速度为70km/h的松江有轨电车其轨道高低、水平和方向不平顺敏感波长均为10~20m,并据此确定了有轨电车轨道动态的不平顺管理建议值。     

特征谱下高速客车动力学性能分析

为了考查特征谱下高速客车的动力学性能,首先应用美国的MCAT(Minimally Compliant Analytical Track)规定的各种不平顺输入制作了美国6级~9级直线线路轨道不平顺特征谱,然后把轨道不平顺特征谱作为轨道激励输入模型,仿真计算了某高速客车在轨道不平顺激励下的动力学性能,并应用美国VTI(Vehicle-Track Interaction)标准对其进行了动力学性能评定。     

基于高频轮轨接触模型的轨道短波不平顺敏感波长特性分析

轨道短波不平顺是引起轨道-车辆系统高频振动的主要根源,造成轮轨之间剧烈的相互作用力。利用ABAQUS计算软件显式模块建立的轮轨接触有限元模型,用于求解车辆高速运行时轨道短波不平顺作用条件下的高频轮轨接触力。该模型采用轮轨的真实形状建模,并且可引入任意形状的轨道短波不平顺及轨道状态参数。以某高铁线路上实测轨道短波不平顺作为输入,接触模型仿真输出的轮轨垂向力与高速综合检测列车在对应区段上实测轮轨垂向力数据之间的相关系数为0.82,验证了所建模型的正确性。利用高频轮轨模型计算不同速度条件下不同参数的余弦型轨道短波不平顺引起的动态轮轨垂向力,对比分析计算结果表明:动态轮轨垂向力不仅与轨道短波不平顺的幅值有关,还车辆与轨道短波不平顺波长敏感程度有关,在车辆运行速度不低于200 km/h的条件下,车辆对轨道短波不平顺的敏感波长分布在100～200 mm。     

基于轨道平顺性的既有线路轨道维修养护研究

为研究基于轨道平顺性的铁路轨道精捣作业的优化方法以及优化后效果，提出基于中长波平顺性的精捣起拨量优化算法。以塞拉利昂庆华铁路港口公司铁路线路恢复工程为例，选取两段需要进行精捣作业改善有砟轨道平顺性的线路区间，分别采用传统精捣作业方法和精捣起拨量优化算法，从高低不平顺和轨向不平顺两个角度，验证精捣起拨量优化算法对轨道高低不平顺的控制效果。研究结果显示，对于应用精捣起拨量优化算法的精捣作业工点，高低不平顺和轨向不平顺的改善效果，都明显优于传统精捣作业方法。     

采煤机含间隙行走机构驱动速度对滚筒随机载荷的影响

为了研究牵引速度对采煤机滚筒工作载荷的影响,建立截割部与牵引部相互耦合的动力学系统模型,并考虑截割阻抗为随机量,服从正态分布,运用数值仿真的方法对其求解,并对结果运用数理统计方法得出采煤机滚筒三向力的均值及标准差;研究结果表明,滚筒三向力的均值和方差随着初始牵引速度的增加呈递增趋势,最后经仿真值与实验测量值对比,验证了模型的准确性。     

最小二乘法在估计概率分布参数中的应用

提出一种估计概率分布参数的最小二乘法，这种方法以概率密度函数和频率间的关系为基础，通过对概率密度函数和频率间的关系进行合理的近似，建立求解未知分布参数的方程组，在求解过程中，将样本容量视为未知量，以简化求解过程。计算机模拟实例表明，这种方法求解出的未知分布参数精度较高，而且对于一些常见的分布函数，这处方法的求解过程十分简单。文中还通过计算机模拟对本文方法和极大似然估计法做了统计分析。     

CONSIDERATION OF THE FORM OF THE UNDEFORMED SECTION OF CUT IN THE CALCULATION OF MACHINING FORCES

For the calculation of machining forces in turning processes, the empirical equation of Victor and Kienzle has been established as a common model. However, the model has some constraints. The undeformed chip thickness has to be higher than 0.1 mm and the ratio of undeformed chip width and undeformed chip thickness has to be higher than four. This means that the equation cannot be used for several combinations of process parameters. This paper shows an approach to calculate the machining forces for any form of undeformed sections of cut based on the approach of Victor and Kienzle. In order to achieve this, the undeformed chip thickness and the undeformed chip width are defined in a new way. Furthermore, the direction of chip flow is considered to determine the feed and passive force components.     

在金属超塑性状态下用工程计算法计算反挤压时变形力

本文采用工程计算法（即主应力法）对金属超塑性状态下反挤压时变形力进行推导,得到其单位平均压力,对锌铝共析合金作了计算,与试验所得值接近。可作为近似地变形力估算来参考采用。     

计算汽轮机动态特性的通用程序

本文介绍了在DJS-14机上计算汽轮机动态特性的通用程序及其使用方法。动态特性是衡量汽轮机组工作好坏的重要指标之一。在机组的设计、运行、调试时都要求进行动态分析或动态试验以保证机组有良好的动态性能。但要较精确而全面地计算动态特性各项指标,不仅很费时,甚至有时很困难,特别是当系统的数学模型阶数很高时更是如此。利用本程序可较方便地介决此问题,而且还可以进行大量的方案比较。使用时只需根据本文的规定,将系统的数学模型和相应的系数送入程序即可,程序本身不必作任何变动。     

考虑晶界效应的纳米压痕多尺度模拟

采用准连续介质多尺度方法,模拟铜薄膜的纳米压痕变形过程,为了研究晶界在纳米压痕中的效应,分别计算单层和双层薄膜两种情况,得到载荷—位移响应曲线。加载过程中,对薄膜内部变形比较剧烈的部分画出原子图,从微观角度分析产生剧烈变形的原因,对比两种情况下微观机理的不同。结果表明,在单层薄膜的压痕中,位错在压头左右两边的正下方-45°A处分别成核,随着加载的进行,在薄膜内部-130°A处第二次成核;在双层薄膜压痕中,位错同样在-45°A处成核,随着加载的进行向下移动,终止在晶界处,没有出现第二次成核;对比两种情况发现,晶界对薄膜的硬度影响不是很大,而对薄膜的应变能变化影响显著。     

切削工艺系统的残差问题

本文研究了工艺系统的动特性,提出了一种新的切削传递函数,分析了切削深度上的残留切削余量误差（简称切残误差或残差）及其幅频特性,给出了工艺系统静刚度、阻尼比控制和限制残差的公式。理论和实验表明,最佳阴尼比ξod可有效地抑制工艺系统中最常见的振荡残差,明显地提高切削加工质量。本文还从理论和实验上证明了切削工艺系统与一般机械系统的显著区别,澄清了传统理论中的一些模糊概念。     

采煤机端盘截齿载荷特性研究

为研究采煤机端盘截齿的载荷特性,以MG500型采煤机滚筒为研究对象,采用非线性动力学仿真软件LSDYNA建立采煤机螺旋滚筒与被截割煤岩的有限元模型,利用该模型研究了斜切工况下端盘截齿的受力特点和截齿载荷特性随安装参数的变化规律。研究表明:斜切进割过程中,端盘截齿截割阻力和滚筒截割阻力矩随端盘截齿圆周切向安装角的增大而减小,随端盘截齿截距的增大而增大;滚筒截割阻力矩的特征值均随圆周切向安装角的增加其减小的趋势随之减缓,随截距的增大其增加的趋势也随之增强;为使滚筒拥有良好的截割性能,端盘截齿宜选用较大的圆周切向安装角和较小的截距。