轨道交通车辆内饰用水性聚氨酯砂纹面漆的研究与应用

针对轨道交通车辆内饰件涂层高耐磨性、高附着力等防护性能及低甲醛、低总挥发性有机物的环保性要求，本研究采用羟基丙烯酸分散体、相分离技术自消光树脂，以聚乙烯砂纹粉作为效应填料，以丙二醇二醋酸酯为助溶剂，选用亲水改性多异氰酸酯三聚体为固化剂，并添加其他填料和功能性助剂等原材料，研制了一种对玻璃钢等复合材料具有优异附着力、耐磨性好，同时低挥发性有机物含量的水性聚氨酯砂纹面漆。重点研究了通过不同消光手段制备水性聚氨酯砂纹面漆的方法和对防护性能的影响；分析了不同助溶剂对内饰件成品残存 VOC的影响，并筛选了不同粒径砂纹粉对涂膜外观效果的影响。研究结果表明：所研制的轨道交通车辆内饰用水性聚氨酯砂纹面漆在达到防护性能指标要求的同时，具有优异环保性能，可以满足轨道交通车辆行业绿色涂装要求。     

轴箱转臂定位节点温变特性对车辆动力学性能的影响

为了研究轴箱转臂定位橡胶节点的温变特性以及对车辆动力学性能的影响,对我国某高速动车组轴箱转臂定位橡胶节点进行高低温试验以及动力学仿真。试验结果表明,在固定振动频率与振动幅值条件下,橡胶节点的动态刚度与动态阻尼随温度的上升而下降。橡胶节点刚度与阻尼的变化会造成轨道车辆系统动力学性能的改变,仿真结果表明,蛇行临界速度随环境温度的上升先上升后下降,随着温度的上升,其它动力学性能如平稳性与安全性等指标变化相对复杂。     

基于鲁棒性小波包峭度图的滚动轴承故障诊断

由于基于小波包变换滤波器的设计方法仍然是采用基于样本四阶矩的谱峭度,因此在实际应用中可能会存在非鲁棒性等问题。在此基础上定义了具有鲁棒性的谱峭度系数,提出了基于小波包变换的具有鲁棒性的峭度图算法。滚动轴承的实测信号验证了所提出的方法不仅能够真实地反映谱峭度大小,而且能够准确过滤出故障瞬态冲击成分,有利于基于包络谱分析轴承故障特征频率检测,说明其具有较好的应用前景。     

高速列车转向架区气动噪声分离研究

高速列车转向架区的噪声包含气动噪声、轮轨噪声和设备（结构）噪声，为了将这几种噪声进行分离，将工况传递路径分析（operational transfer path analysis，简称OTPA）技术用于转向架区气动噪声分离。低速运行工况，转向架区的噪声主要是轮轨噪声和由电机、轴箱、齿轮箱等动力设备产生的结构噪声，气动噪声很小可以忽略不计，通过低速运行工况的传递路径分析可以得到轮轨声和结构声路径的传递函数；高速运行工况，转向架区目标点的噪声是3种噪声贡献叠加的结果，在假定轮轨噪声和结构噪声传递函数不随速度变化的前提下，用低速运行工况下的传递函数可以求得轮轨噪声和结构噪声的贡献量，与目标点总值比较，差异部分即为气动噪声的贡献量。分离结果表明，气动噪声占主导的速度转折点出现在200 km/h，350 km/h速度级下气动噪声的贡献量达到60%，轮轨噪声的贡献量约为30%，仍不可忽略。     

高速列车牵引变流器故障诊断研究

针对高速列车牵引变流器冷却滤网状态异常引发的牵引变流器故障问题，通过综合分析牵引变流器故障分类和滤网堵塞程度之间的相关性，提出一种基于多任务深度学习的故障诊断方法。首先，构建了包含牵引变流器故障诊断主任务及滤网堵塞程度子任务的多任务深度神经网络（multi-task deep neural networks,简称MT-DNN）；然后，为了准确预测牵引变流器失效退化趋势，将多任务深度神经网络预测结果与自组织映射（self organizing map,简称SOM）方法结合，构建了多任务深度神经网络自组织映射模型（multi-task deep neural networks self-organizing map,简称MTDNN-SOM），该方法根据历史故障数据特征变量演化规律定义退化状态曲线，直接反映故障特征量和退化状态之间的关系，最终实现了牵引变流器滤网脏堵故障诊断和维修预测。试验结果表明，该方法在精度和效率上都明显优于单任务或传统故障诊断方法，得到了较好的效果。     

车端风挡类型对高速列车气动噪声影响规律的研究

以1:8缩比3节车体构成的某型高速列车简化模型为研究对象,综合大涡模拟(LES)和基于FW-H方程的声类比方法,在车速为350 km/h的条件下,研究和对比某型高速列车既有全包风挡和既有半包风挡的两种不同风挡类型对各车体及车端连接处气动噪声的影响规律。分析结果表明:车端风挡处产生的噪声是宽频噪声;相对半包风挡,采用全包风挡可有效避免气流在车端间隙内剧烈扰动,降噪明显。采用全包风挡,列车运行方向(X方向)声压级最大降幅为3.1 d B(A),横向(Y方向)声压级最大降幅为3.04 d B(A),垂向(Z方向)声压级最大降幅为2.4 d B(A)。研究结果可为了解高速列车气动噪声分布特点、优化结构和降噪提供一定的科学依据。     

高速列车受电弓区车内噪声研究与控制

针对高速列车受电弓区噪声相对较高的问题,提出受电弓减振安装方案,并在模拟实车环境下验证了其降噪效果和可靠性。首先,在某高速列车上进行了线路运行条件下受电弓区振动和噪声测试,分析发现结构振动是该区域噪声传播的重要方式,设计了一种独特的锥形椭圆结构减振座,用于受电弓弹性安装;其次,搭建了模拟现车试验台,验证减振座的降噪效果;最后,进行了总计252万次的疲劳试验以验证减振座的可靠性。试验结果表明,该减振座能够有效减小受电弓振动对车体的激励,从而降低该区域的噪声,降噪效果约为4dB(A),其疲劳可靠性能够满足线路运行要求。     

高速动车组转向架用水性涂料的研制与应用

针对高速动车组转向架涂层的防护性能和机械性能要求,本研究采用低环氧当量与高环氧当量复配树脂作为成膜物质,以硅烷改性玻璃鳞片为防腐填料,选用微纤维化的木质纤维为流变剂,研制了一种在钢铁基材上耐盐雾性超过 1 000 h,拉开法附着力大于 5 MPa,抗石击碎裂性 2级,一次涂装厚度可达 200 μm的高速动车组转向架用环保型水性涂料。研究结果表明：所研制的高速动车组转向架用水性涂料在达到防护性能和机械性能要求的同时,以一次涂装替代传统底漆加面漆的两次涂装工艺,缩短施工周期、降低干燥烘烤能耗,满足轨道交通车辆行业绿色涂装要求。     

电磁永磁互调解锁装置仿真与设计

针对工业系统中机械连接的控制需求,设计一种以电磁体和永磁体间的斥力为解锁分离力,永磁体对电磁体铁芯的磁力作为预紧力的电磁永磁互调解锁装置。首先用磁路分析法分析电磁力与永磁力之间的互调原理,然后利用仿真软件分析轭铁关键结构参数对解锁分离力的影响,最后依据研究结论制备了尺寸为 45mm×40 mm×40 mm 的样机,证明了该装置具有结构简单、功耗低、重量轻、体积小、性能可靠等优点,同时还具有可调控的锁定力、解锁力和分离距离,在机械控制领域中具有很大的应用前景。     

面向车辆平稳性的抗蛇行减振器结构参数多目标优化

高速动车组在运营过程中依赖抗蛇行减振器维持车体横向振动的平稳性,为提高不同工况下车辆运行平稳性,需要对抗蛇行减振器结构参数进行多目标优化。首先建立包含抗蛇行减振器液压数值模型与CRH3 车辆动力学模型的UM-SIMULINK联合仿真模型,分析抗蛇行减振器结构参数对车辆平稳性的影响,随后基于车轮磨耗对轮轨接触几何的影响设计两种工况,基于UM-ISIGHT 联合仿真采用NSGA-II 算法对抗蛇行减振器结构参数进行多目标优化。结果表明：抗蛇行减振器常通孔径、卸荷孔径和活塞杆直径对车辆平稳性有不同程度的影响。车速较低时,增大常通孔径有利于车辆平稳运行;车速较高时,随着直径增大,常通孔、卸荷孔和活塞杆直径分别使车辆平稳性呈现“劣-优-劣”、“优-劣-稳定”和轴对称下降的变化趋势。对抗蛇行减振器常通孔径和卸荷孔径进行多目标优化后,高速、高等效锥度条件下车辆平稳性提高20.72 %,优化效果显著。