高速列车受电弓气动噪声分析与空腔降噪研究

随着高速列车运行速度的不断提高,受电弓气动噪声也愈加严重。针对这一问题,文中采用LES大涡模拟、边界层噪声源模型和FW-H声类比法,通过建立某型号受电弓局部1:1气动噪声分析模型进行数值模拟。文中研究了受电弓各部位的气动噪声贡献量,还探究了针对较大噪声位置空腔采用射流降噪方法的降噪效果。结果表明,当网格总数为4 323万个时,数值模拟精确度满足要求。受电弓空腔上游和空腔中部绝缘子是气动噪声的主要来源。在射流降噪前后,空腔内部气动噪声均为宽频带噪声,主要能量集中在0~4 500 Hz。对250 km·h^-1行驶速度下的空腔进行主动射流降噪,距列车25 m远处的垂向监测点声压级最小值为81.65 dB,比降噪前降低了2.64 dB。     

Convergence and stability of numerical methods with variable step size for stochastic pantograph differential equations

The stochastic pantograph equations (SPEs) are very special stochastic delay differential equations (SDDEs) with unbounded memory. When the numerical methods with a constant step size are applied to the pantograph equations, the most difficult problem is the limited computer memory. In this paper, we construct methods with variable step size to solve SPEs. The analysis is motivated by the example of a mean-square stable linear SPE for which the Euler–Maruyama (EM) method with variable step size fails to reproduce this behaviour for any nonzero timestep. Then we consider the Backward Euler (BE) method with variable step size and develop the fundamental numerical analysis concerning its strong convergence and mean-square linear stability. It is proved that the numerical solutions produced by the BE method with variable step size converge to the exact solution under the local Lipschitz condition and the Bounded condition. Furthermore, the order of convergence p=½ is given under the Lipschitz condition. The result of the mean-square linear stability is given. Some illustrative numerical examples are presented to demonstrate the order of strong convergence and the mean-square linear stability of the BE method.     

变刚度弓网系统主动控制研究

以变刚度时变弓网系统模型为研究对象,应用最优控制策略,分别采用控制力作用于框架和弓头两种方式,对弓网间接触力进行主动控制,仿真结果表明,采用受电弓主动控制能够抑制弓网间接触力的波动,提高受流质量,当主动控制力直接作用于框架时控制效果更好。     

受电弓静力学研究

受电弓静力学分析是受电弓研究的重要方面,文章以某型号受电弓为研究目标,利用几何解析的方法对其进行了机构运动学关系和静力学的分析,计算了该型号受电弓的弓头运动轨迹,升弓转矩,并得到了他们之间的关系。     

基于机器视觉的受电弓滑板厚度检测方法研究

良好的弓网关系是电气化铁路正常运行的重要因素之一,应用机器视觉技术对滑板厚度进行测量,可以减少由人为误差导致的弓网事故。通过对实验室环境下拍摄的滑板图片进行图像灰度处理、透视校正、滑板图像滤波、滑板图像增强处理完成图像预处理,本文提出对滑板图像进行边缘检测和形态学开闭运算后采用图像追踪的方法,实现滑板边缘提取和定位,计算得到滑板厚度最小值。对滑板进行测量实验,由本方法得到的数值与实测值进行对比分析,得到的测量结果误差基本在±0.5mm。结果表明本文提出的图像处理方法可以实现滑板磨耗检测,对现场实际应用研究有很大的价值。     

京广铁路干线受电弓掉块试验研究

从实际试验出发,阐述了在目前电气化铁路弓网系统中,对弓网保护装置所起作用的一种验证方法,同时构思和设计了一种新型的受电弓滑板掉块控制系统,并介绍了一次国内少有的、在繁忙主干线上控制受电弓滑板掉块造成人为弓网关系再现的真实过程,为进一步开展弓网保护系统研究提供参考.     

新型电力机车受电弓滑板的研制

在分析当前电力机车受电弓滑板的使用状况及其存在的各种问题的基础上,用粉末冶金法研制新型受电弓滑板以满足我国电力机车发展的需要。新型滑板由铜、碳纤维和石墨等构成,成形压力为200MPa,烧结温度为880℃。它不仅电阻率很低(0.20μΩ.m),而且摩擦、磨损及冲击韧性等性能都远远优于当前正在使用的电力机车受电弓滑板,与当前正在使用的碳滑板相比,摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍。     

动车组受电弓系统失效风险分析

针对系统失效风险分析过程中数据缺失、多源异构和认知不确定的实际情况,提出了利用模糊故障树构建多态模糊贝叶斯网络来对系统失效风险进行分析,根据各根节点模糊故障率计算出中间节点和叶节点不同故障状态的模糊可能性,同时对各根节点灵敏度进行分析,并对其实际意义进行了说明,最后根据所提方法对动车组受电弓系统进行了失效风险分析。分析结果表明,网压互感器破损、疲劳性裂纹、控制阀板风管破损为高风险事件,与实际情况一致,同时该方法也扩展了贝叶斯网络在实际工程中的应用。     

基于气动系统的受电弓主动控制试验装置的研究

为改善弓网动态特性,使受电弓对于接触网具有良好的跟随性,减少离线和拉弧,保证弓网受流质量,该文提出了一种基于气动系统的旨在实现弓网良好接触的控制方案.以受电弓抬升气压为控制目标的思路下,设计开发了以气动系统为主动执行器的主动控制系统,并以最新的国产试验性高速列车受电弓V500为对象进行了试验.试验结果表明引用气动系统主动控制技术后,弓头和接触线的接触压力达到设计要求,且具有良好的跟随性,基本达到试验要求.