重载列车纵向冲动动力学分析及试验研究

构建基于货车冲击试验数据的缓冲器修正模型模拟缓冲器动力学特性,该模型包含附加阻尼和黏滞摩擦;建立列车空气制动系统多参数数学简化模型表征重载列车空气制动特性;建立以缓冲器动力学模型及空气制动系统模型为基础的列车纵向冲动动力学模型,分析重载组合列车在不同线路条件和制动作用下的纵向动力学行为。结果表明:缓冲器动力学修正模型能较为真实地反映出冲击试验中缓冲器的磁滞特性、尖峰现象及过渡曲线的平稳连接;列车空气制动系统模型能够仿真获得与试验结果相近的制动缸充气特性曲线;采用列车纵向冲动动力学模型仿真获得的大秦线重载组合列车纵向车钩力分布与列车试验值相符。     

典型线路下重载机车胶泥缓冲器泄漏故障分析

针对典型线路下重载机车使用的缓冲器QKX100出现的胶泥泄漏现象,使用铁科院纵向动力学计算软件进行典型线路下重载货运列车的纵向动力学计算;结合胶泥芯子的结构原理,分析钩缓系统故障产生的原因。分析结果表明:在持续的陡坡线路上,变坡度会引起车钩力的剧烈变化,而在进行循环制动时,列车的中后部出现较大纵向冲动;而在此种线路条件下,QKX100弹性胶泥缓冲器的作用也越频繁,因此缓冲器动密封圈的磨损就会加大,胶泥泄漏的也就越大。为了改善缓冲器工作状态,应采用适当的机车操作、合理的列车编组以及更严格的缓冲器生产管控。     

货车连挂方式对万吨重载列车循环制动过程纵向冲动影响分析

基于纵向动力学理论,分析了货车连挂分别采用车钩、两连挂和三连挂的3种万吨重载列车编组在长大下坡道上循环制动过程中的纵向冲动特征,结果表明:3种列车编组循环制动周期内车钩力和加速度沿列车方向分布规律一致,其最大拉钩力和最大压钩力均出现在列车中部,最大加速度出现在列车端部;列车循环制动过程中的最大车钩力出现在制动缓解后,车钩力呈现出"先拉后压"的趋势;制动初速对循环制动过程中的纵向冲动影响较小,其纵向车钩力和加速度均随车钩间隙增大而增大。实际运用中应根据线路条件合理搭配使用牵引杆,兼顾其启动和曲线通过能力。     

重载列车安全运行非稳态冲动模型研究

在列车空气制动与纵向动力学联合仿真模型基础上,建立以车辆质点运行轨迹为自然坐标系的纵向作用力传递模型。建立线路模型求得连挂车辆处在线路中的位置坐标,应用双向逼近法求解心盘处坐标。将车体与车钩位置坐标构造成矢量,采用数量积与矢量积方法分别求解车钩摆角的大小和方向。再基于缓冲器与车钩间力的作用关系,求解车钩横向和垂向分力。应用力矩平衡原理建立准静态车辆模型,参考单轮对脱轨评价指标对列车运行安全性进行评估。对运行在大秦铁路上单编万吨列车进行仿真,分析列车制动、线路条件、列车运行速度等综合因素对安全指标的影响。着重分析列车冲动的机理,为列车安全平稳操纵提供参考。该系统实现了同步仿真计算列车操纵中制动、纵向冲动、线路运行条件及脱轨安全性指标等与列车运行相关的重要数据,并能够同步显示。     

列车纵向冲动仿真建模的研究

列车纵向动力学性能是影响列车运行质量和运行安全的重要因素。制动工况变换则是导致列车冲动的主要原因。针对列车在制动工况下的纵向动力学分析，详细论述了列车纵向冲动仿真建模的过程。在Matlab／Simulink仿真模块中，可以计算出每节车体的加速度及车钩力大小，为进一步分析并减轻列车纵向冲动提供了理论基础。     

3万吨列车编组方案车钩力研究

重载列车事故多与车钩力过大相关，降低车钩力是重载列车最需优先考虑的因素。本文利用列车纵向动力学仿真系统，仿真分析了3万吨列车各种编组模式的车钩力水平。根据列车运行使用常用制动和可能的最大车钩力发生工况，选择常用制动减压50 kPa制动停车、常用制动减压170 kPa、紧急制动和常用制动减压50k Pa后缓解四种工况分析各种编组列车车钩力水平。计算结果表明，3万吨重载列车车钩力最优编组方案为1+108+1+108+1+108+1，常用制动减压50 kPa、170 kPa和紧急制动最大压钩力分别为-426 kN、-900 kN、-1447 kN，常用制动减压50 kPa后缓解最大拉钩力为446 kN。1+162+1+162+1编组方案次之，1+1+1+324编组方案不适合3万吨列车。     

牵引杆连接重载重联机车可行性研究

与钩缓装置相比,牵引杆制造简单、检修方便,如能采用牵引杆代替钩缓装置连接重载重联电力机车,重联机车的制造和运用维护成本将显著降低。利用TDEAS列车纵向动力学软件建立‘1+1’编组牵引2万吨列车模型,分析重联机车采用牵引杆连接对列车纵向冲动的影响,再利用SIMPACK多体动力学软件建立了1台重联机车及2节简化货车组成的列车模型,重联机车分别采用13A型钩缓装置和牵引杆连接。通过机车的轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率等动力学性能指标对比分析牵引杆和钩缓装置的承压能力。结果表明:重联机车采用牵引杆连接对减少列车纵向冲动的影响很小;13A型车钩缓冲器能在直线上承受2500kN的纵向压力,而采用牵引杆连接的重联机车承受同样大小的纵向压力是非常危险的。因此,用牵引杆代替重联机车钩缓装置是不可行的。     

浅谈朔黄铁路2万吨重载列车操纵优化及应对措施

朔黄铁路2万吨重载列车自开行以来,随着列车编组方式不同、车体制动力、线路坡道、自然环境、曲线、分相等条件的限制。运行中受纵向力影响而导致停车的问题日趋凸显。因此,为了保证2万吨重载列车平稳运行,减少列车纵向受力对运输的干扰是一直需要攻克的重点课题。本文通过对试验数据进行分析、梳理循环制动受力点、优化操纵提示卡等方法,减少2万吨重载列车纵向受力,提高列车的安全运行品质。     

朔黄铁路重载列车电控空气制动试验研究

重载列车的制动技术是重载运输发展的关键。针对国内朔黄铁路,对重载列车电控空气制动系统进行试验研究,比较分析有无电控空气制动系统作用下列车制动系统的性能指标。实验结果显示：电控空气制动系统性能指标达到设计要求,在缓解车钩作用力、同步列车管及制动缸压力和缩短制动距离等方面具有明显的优势,该电控空气制动系统能够保证重载长、大列车运行的安全性。     

基于调车工况的车辆纵向冲击数值模拟研究

根据由车钩缓冲器和心盘组成的铁路货车纵向受力特点,利用Matlab软件建立铁路货车调车冲击的动力学模型,分别研究不同轴重车型、不同刚度阻尼、不同制动阻力状态及不同冲击模式对车辆纵向冲击特性的影响。结果表明,随着我国铁路货车轴重的增大,车钩连挂处、车体与转向架连接处承受的纵向惯性力也随之增大。阻抗特性呈凸型的缓冲器能吸收更多的车辆冲击能量,可适应更大的调车冲击需求。较小的车体底架结构刚度及车体与转向架连接刚度有利于缓和车辆的纵向冲动。被撞车的制动阻力作用会使车辆速度衰减的更快,但也将引起更大的车钩和心盘冲击。冲击模式对车钩和心盘处的冲击影响差异很大,三重冲三重模式下的车钩力最大,三重冲一空模式下的心盘力最大。     

Quantum Cooperative Robotics and Autonomy

The intersection of Quantum Technologies and Robotics Autonomy is explored in the present paper.The two areas are brought together in establishing an interdisci...     

考虑进油孔有限长滑动轴承油膜力的近似解析解

针对具有进油孔的有限长滑动轴承油膜力求解问题,采用变分原理和分离变量法,求得了有限长滑动轴承油膜压力分布的近似解析表达式。将油膜压力分布的近似解析表达式在油膜存在区域上进行积分,即得到了油膜力。将提出的计算有限长滑动轴承油膜力方法与无限长轴承模型、有限元方法的计算结果进行了比较,发现了提出的方法与有限元方法的计算结果很接近。最后,研究了进油孔位置和进油压力对油膜存在区域、油膜力等的影响,研究结果表明进油孔位置和进油压力对油膜存在区域和油膜力有较大的影响。     

基于多目标非支配解提取法的电力系统无功优化

针对传统的电力系统多目标粒子群优化算法采用权重系数法将多目标转化为单目标,从而忽视了各目标函数间的竞争关系这一问题,提出将非支配解提取法运用到电力系统多目标无功优化中,并设定了一套提取规则,以电力系统中的有功网损、电压偏差和电压稳定裕度为目标,使目标在充分竞争的情况下得出Pareto最优解,利用IEEE-14节点系统对多目标非支配解提取法的电力系统无功优化进行了仿真测试。研究结果表明,该算法一次运行可以得出多组非支配解,既有偏向单个目标的解也有兼顾所有目标的解,克服了权重系数法的盲目性和单一性,可使电力决策者根据实际问题选择最优解,具有较好的灵活性与多样性。     

On the Relation of Load to Average Gap in the Contact Between Surfaces with Longitudinal Roughness

A computer simulation model for the contact between longitudinally-oriented rough surfaces has been formulated. This model closely duplicates the actual surf ace contact deformation behavior by taking into account the elastic interactions between the asperities. There were no assumptions made about the shapes, or any deformation behavior of the asperities, except for their obeying the laws of elasticity. The plastic deformations on the high asperity peaks were taken into account by setting a ceiling on their contact pressures at the material hardness value. The simulations used real surface profiles which were digitized from unworn circumferentially ground steel surfaces. Each pair of these profiles was mathematically combined to form an equivalent rough profile pressing against an infinitely rigid flat and having the appropriately adjusted elastic modulus. A total of 28 different pairs of profiles were used in the simulations. Each contacting pair was subjected to 30 different load levels and the local contact pressures and deformations were calculated. The contact simulations yielded some important mathematical relationships between parameters, such as the real area of contact, average gap, and average asperity load through statistical curve fitting. Two analytical functions were generated to relate the average load to average gap and the real area of contact to load.     

三绕组变压器的双绕组等效建模及在Matpower中的应用

针对实际电网存在着大量的三绕组变压器,但国际上一些著名商业软件,如BPA仿真软件、Matpower这一权威潮流计算开源软件,均只提供双绕组变压器模型,限制了其在具有三绕组变压器的电力系统中的应用的问题,潮流计算是自主开发的电力系统各种应用软件的核心模块,因此依托国际权威开源程序进行二次开发,是一种较好的选择。对Matpower要求的数据格式进行了归纳,对变压器的一般的等值电路及带理想变压器的等值电路和带标幺值的等值电路进行了分析研究,提出了三绕组变压器转换为双绕组等效模型的建模方法,使得原先只适应双绕组变压器的潮流计算软件可以适用于三绕组变压器电网的潮流计算;最后以Matpower软件为例进行了案例计算,并用PSASP仿真软件进行对比验证。研究结果证明,所提出的建模方法是有效的。     

Hybrid inversion method for equivalent electric charge of thunder cloud based on multi-station atmospheric electric field

This article proposes the hybrid method to inverse the equivalent electric charge of thunder cloud based on the data of multi-station atmospheric electric field. Firstly,the method combines the genetic algorithm( GA) and New ton method through the mosaic hybrid structure. In addition,the thunder cloud equivalent charge is inversed based on the forw ard modeling results by giving the parameters of the thunder cloud charge structure. Then an ideal model is built to examine the performance compared to the nonlinear least squares method. Finally,a typical thunderstorms process in Nanjing is analyzed by Genetic-New ton algorithm with the help of weather radar. The results show the proposed method has the strong global searching capability so that the problem of initial value selection can be solved effectively,as well as gets the better inversion results. Furthermore,the mosaic hybrid structure can absorb the advantages of tw o algorithms better,and the inversion position is consistent with the strongest radar echo.The inversion results find the upper negative charge is small and can be ignored,w hich means the triple-polarity charge structure is relatively scientific,w hich could give some references to the research like lightning forecasting,location tracking.     

虚拟式流体参量集成测试系统及其实现

为了实现对流体参量的自动测量,运用虚拟仪器设计思想,采用组件技术、海量数据存储技术及仪器通用化设计方法,设计并实现了虚拟式流体参量集成测试系统.该系统能同时对流体的温度、压力和流量等进行动态测试.实验室演示表明,该集成测试系统性能稳定,操作简单,功能较强大.     

电站锅炉模糊风险评价方法研究与应用

针对电站锅炉风险等级评价问题,将模糊综合评价技术应用到电站锅炉风险等级评价中。开展了电站锅炉失效影响因素及模糊评价因素的重要程度分析,建立了一套科学合理适于在线评价的电站锅炉风险评价体系,提出了模糊综合评价技术与改进的模糊层次分析法相结合的模糊风险评价方法,利用改进的模糊层次分析法计算了指标体系中各层指标权重。对某一台电站锅炉的实际运行工况影响子因素进行了模糊风险评价,采用模糊合成算子进行模糊综合运算得到电了站锅炉运行工况影响子因素的评价向量。研究结果表明:电站锅炉的运行工况影响子因素的风险评价等级为第6级,失效可能性等级为小,该电站锅炉运行工况良好。     

交通荷载作用下桥梁结构参数识别方法

应用动力节点加载法,将作用在桥梁上的交通荷载转化为等效节点荷载,再用两步构造法识别结构物理参数.第1步,用Newmark-β方法变换结构运动方程,并用结构的加速度响应求得变换空间内的位移、速度和加速度响应;第2步,基于最小二乘原理,构造出变换空间内求解结构参数的递推式,进行结构物理参数识别.数值模拟结果表明,在交通荷载作用下,该方法能够快速、准确地进行桥梁结构参数识别.