基于ADAMS的高速机车双列圆锥滚子轴承典型故障仿真分析

为研究故障状态下双列圆锥滚子轴承的动力学行为,通过三维建模软件实现轴承几何外形,在考虑单侧内圈剥离故障的情况下将几何模型导入多体动力学仿真软件ADAMS中,充分考虑各部件间的接触、激励、约束和载荷等条件进行动力学仿真。仿真结果与理论值的对比验证了该模型的有效性,通过分析轴承的动力学行为得出:内圈故障侧滚子经过故障时转速急剧下降,产生打滑现象;故障侧保持架也受到滚子冲击的影响,稳定性大大降低。     

一种新型混合半主动控制策略在高速铁道车辆振动控制中的应用

采用1/4车模型分别对两种半主动控制策略即SH（Sky-hook, SH）和ADD(Acceleration Driven Damping, ADD)控制进行分析,根据分析结果引入了一种新型SH-ADD混合控制策略。利用随机激励下的功率谱密度曲线代替单频谐波激励下的传递函数曲线,改进了该混合控制策略转换系数的计算方法。在采用ADAMS软件建立高速铁道车辆整车模型的基础上,对改进后的SH-ADD控制策略进行了仿真分析。仿真结果表明,该控制策略可以同时兼顾低频和中高频率范围内的振动控制效果,较SH控制和ADD控制可大幅提高车辆的横向平稳性能。     

磁流变阻尼器逆向模型的建模、优化与仿真

在材料特性实验台上对磁流变(magnetorheological,简称MR)阻尼器的阻尼特性进行了测试,识别了Bouc-Wen模型的未知参数.利用BP神经网络技术建立了MR阻尼器非线性逆向模型,并利用遗传算法高效的全局优化能力对MR阻尼器神经网络模型的结构、权值和阈值进行优化.将所建逆向模型应用于铁道车辆的半主动振动控制中进行仿真.分析结果表明,优化后的神经网络模型预测精度和泛化能力均得到显著提升,半主动控制效果明显,验证了该优化方法的有效性.     

半主动控制与时滞对高速铁道车辆平稳性、稳定性及安全性的影响

分析了半主动控制及时滞对高速铁道车辆运行平稳性、运动稳定性和安全性能的影响。首先利用多体动力学技术建立了62个自由度的高速铁道车辆非线性模型,并在此基础上设计了基于Bouc-Wen立方修正模型的磁流变阻尼器和半主动控制器,最后利用ADAMS+MATLAB联合仿真的方法分析了半主动控制与时滞对铁道车辆动力学性能的影响。结果表明,半主动控制可以有效提高车辆运行平稳性和安全性能,但会在一定程度上降低车辆的运动稳定性。随着时滞量的增加,半主动控制作用下的动力学性能并非逐渐恶化,而是呈波浪形变化,且在100~200 ms和400~500 ms时滞范围内最差。半主动开关控制及其改进型在有无时滞考虑时控制效果不同,这就更加证明了进行时滞分析的必要性     

一种磁流变阻尼器模型参数识别新方法

提出一种磁流变阻尼器模型参数识别新方法,该方法不需模型参数的任何先验知识,能够评估各参数对输出阻尼力的影响大小,从而选择最佳的阻尼力调控参数。利用试验台获取磁流变阻尼器在多种激励幅值、频率和电流作用下的阻尼力。针对Bouc-Wen模型表达式搭建Simulink计算模型,以仿真值与试验值之间的误差作为目标函数,通过遗传算法和模式搜索算法对模型参数进行识别。综合评估各参数对模型输出阻尼力的影响大小,从而确定最佳的阻尼力调控参数,并利用曲线拟合工具箱确定阻尼力调控参数与电流之间的函数关系。根据调控参数的电流函数对原有Simulink模型进行扩展,最终识别出全部未知参数。采用多种幅值和频率激励下的试验数据对模型进行验证,表明该模型识别结果正确,可准确刻画磁流变阻尼器物理元件的滞回特性。该方法不限于所使用的Bouc-Wen模型,可广泛用于磁流变阻尼器的其他力学模型的参数识别。     

时滞对高速铁道车辆悬挂系统半主动控制的影响

利用多体动力学技术和联合仿真的方法及半主动开关控制和改进型开关控制中的时滞,对车辆动力学性能的影响进行了仿真分析.结果表明:无时滞理想状态下,半主动控制对车辆横向动力学性能的控制效果明显,且运行速度越高控制效果越好;时滞对车辆横向动力学性能的影响较大,但并非随着时滞的增大而逐渐恶化,而是呈波浪形起伏,当时滞处于100-200 ms和400-500ms范围时,半主动控制效果最差,甚至失效;考虑时滞后,开关控制效果优于其改进型,这与没有考虑时滞因素时结论相反,证实了时滞分析的必要.     

基于EEMD和自相关函数峰态系数的轴承故障诊断方法

针对滚动轴承故障冲击信号周期性强且易被强烈的背景噪声所淹没的特点,提出了基于EEMD和自相关函数峰态系数的轴承故障诊断方法。首先,对采集到的复杂振动信号进行EEMD分解,根据自相关函数峰态系数和峭度准则重构IMF分量以突出故障特征信息;然后,利用谱峭度自动确定带通滤波器的最佳中心频率和带宽;最后,将滤波后的信号进行包络解调分析并与理论故障特征频率对比。通过轴承故障的仿真和实验研究,验证了该方法的有效性和可行性。     

高速动车组悬挂系统横向半主动控制仿真分析

摘要：提出一种基于加速度阻尼原理的改进型半主动控制,可以克服天棚阻尼半主动控制在高频范围内抑制振动效果差的缺点。突破了以往研究半主动控制只针对单车车辆的限制,利用ADAMS(Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems)建立了2动2拖104个自由度动车组模型,并结合Matlab/Simulink对提出的半主动控制方法进行设计和联合仿真。根据联合仿真的结果,从时域和频域两个角度对比两种半主动控制方法对车辆运行平稳性和安全性的影响,并分析控制中时滞对系统性能的影响。结果发现,改进型半主动控制在提高车辆运行平稳性和抗时滞方面效果更佳。     

基于MR阻尼器的高速动车组悬挂系统半主动控制仿真

用联合仿真方法分析了基于磁流变(Magnetorheological,MR)阻尼器的两种半主动控制策略对8车编组高速动车组动力学性能的影响。建立了考虑非线性悬挂系统和MR阻尼器的8车编组高速动车组模型,并利用试验数据进行了验证。在进行MR阻尼器性能试验的基础上,利用多项式模型进行曲线拟合,得到了MR阻尼器的9阶多项式模型。通过ADAMS和Matlab联合仿真的方法,设计了开关控制器和改进型开关控制器,对基于MR阻尼器的高速动车组二系悬挂系统横向半主动减振器进行仿真分析。仿真结果表明:对比被动控制,开关控制和改进型开关控制作用下的车体横向加速度均方根值最大分别降低14.85%和22.58%,车辆横向运行平稳性指标最大分别降低4.23%和7.95%。由此可见,改进型开关控制的减振效果更佳。     

基于遗传算法的磁流变阻尼器Bouc_Wen模型参数辨识

在除试验数据外无任何先验知识的条件下如何识别Bouc_Wen模型的参数是一个亟待解决的问题。本文在对磁流变阻尼器进行力学特性试验的基础上,采用遗传算法对磁流变阻尼器Bouc_Wen模型进行参数辨识,并采用缩小参数取值范围的方法逐渐提高遗传算法的识别精度。通过分析参数值与电流间的特征曲线,采用曲线拟合的方法确定它们之间的函数关系,再利用遗传算法得到具体的函数表达式。最后用不同幅值和频率的激励试验数据对识别结果和拟合结果进行了验证。结果表明：利用缩小取值范围的方法得到的Bouc_Wen模型参数识别结果在全局最优解的附近,拟合结果和辨识出的模型均能满足要求