结构振动的时滞输出反馈控制器设计

研究结构振动的时滞输出反馈控制，通过部分可测输出量实现整个系统的主动振动控制．首先将系统的运动微分方程改写成状态空间模型，其控制输入中存在时滞．再利用一个线性项加积分项的变换将原时滞输入系统转化成无时滞的形式．在此基础上，应用输出反馈原理和合理的性能指标设计出系统的控制律．最后以一个三层建筑结构为例，研究系统在地震载荷下的动态响应．在数值计算中，时滞量取为采样周期的整数倍，积分步长取为采样周期．仿真结果表明，本文提出的时滞输出反馈控制律是有效且实用的．  

表面滚压强化工艺的数值仿真

针对圆棒工件表面进行多圈连续进给滚压强化工艺,提出了Mare有限元的三维数值仿真模型.通过边界条件施加、滚动的实现、接触设置等有限元建模的建屯和修正,取得了与实际十分吻合的滚压成形的仿真结果;在分析残余应力形成过程的基础上,提出了改进的滚压过程模型;比较了不同进给量、网格划分及边界条件对残余应力分布的影响规律.结果表明,与以往的单圈或者不足一圈的滚压、滑动滚压,或者轧辊不转动的静止压入等简化条件下的仿真模型相比,仿真模型更接近实际的滚压过程,因而也获得了比较理想的变形和残余应力的仿真效果.  

不同地铁车轮结构几何参数下踏面制动热负荷分析

针对频繁踏面制动产生的热负荷易导致地铁车轮损伤失效的问题，从制动热负荷分析的角度研究车轮设计.采用有限元法建立地铁车轮的踏面制动热负荷分析的数值模型，分析闸瓦宽度、轮辋厚度和辐板形式等结构参数对车轮的三维瞬态温度场及热应力场的影响，提出基于较小制动热负荷的车轮结构几何参数设计建议.  

轴箱内置与外置直线电机地铁车辆曲线通过性能对比

为比较轴箱内置与外置直线电机地铁车辆的曲线通过性能,建立直线电机地铁车辆-无砟轨道耦合动力学模型.模型将直线电机定子和转子考虑为Euler梁,将定子与转子之间的垂向电磁力作为气隙的函数,将轨道系统简化为梁-三维实体有限元模型.详细比较轴箱内置与外置直线电机车辆曲线通过时的轮对冲角、轮轨横向力、脱轨因数、运行平稳性和车轮磨耗指数.结果表明:在不同的曲线半径和行车速度以及车轮踏面周向存在非均匀磨耗的状态下,轴箱内置直线电机车辆的曲线通过性能均优于轴箱外置车辆;随着曲线半径增加,轴箱外置直线电机车辆动力学性能迅速减小,而轴箱内置式车辆缓慢减小.  

新型阻尼车轮振动特性试验与仿真方法

采用仿真与试验相结合的方法分别对3种辐板形式车轮安装新型辐板屏蔽阻尼器前后的振动特性进行分析,结果表明:在安装辐板屏蔽阻尼器后,3种车轮在整个频域范围(0~6 400 Hz)内均具有良好的减振效果;斜型辐板和双S型辐板车轮较直型辐板车轮的径向振动与1节圆轴向振动更容易发生耦合;辐板屏蔽阻尼器在有效降低3种辐板形式车轮的径向振动和0节圆轴向振动的同时,还能够减小车轮径向振动与轴向振动的耦合.由阻尼车轮的减振特性可以预测,辐板屏蔽阻尼器能够有效降低车轮的滚动噪声和曲线啸叫噪声.  

钢轨波磨对地铁车辆动力学响应的影响

建立地铁车辆-轨道耦合动力学模型,将钢轨视为弹性离散点支撑的无限长Timoshenko梁,将实测钢轨短波波磨不平顺数据作为不平顺激励.通过数值计算得到在科隆蛋扣件线路上不平顺发展过程中车辆动力学响应的变化情况.随着短波波磨不平顺幅值的增大,轮对和转向架的横、垂向加速度以及轮轨横、垂向力均呈增大趋势,且受不平顺程度的影响较大.结果表明钢轨波磨主要影响车辆系统的垂向振动.  

复杂环境下高速列车动态行为数值仿真和运行安全域分析

简要介绍中国高速铁路网的发展规划.列举全世界高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故并分析其原因,将这些导致列车脱轨的因素定义为列车运行的复杂环境状态.综述复杂环境下列车安全运行的研究现状和建模方法.简要讨论几种传统的脱轨评价准则,并改进基于轮轨几何接触状态的脱轨评价准则.提出一种研究复杂环境下高速列车安全运行的方法,并严格定义高速列车的安全运行界限.介绍复杂环境下高速列车及2种轨道结构（有碴轨道和板式轨道）的理论建模方法.建立基于车辆-轨道耦合动力学的复杂环境下列车脱轨模型.利用不同的脱轨评判准则和动力学仿真计算结果,得到复杂环境下高速列车的安全运行界限.为深入阐述脱轨安全域的思想,利用车辆-有碴轨道耦合动力学模型分析轨道鼓胀对高速列车安全运行的影响.用数值算例详细分析直线轨道鼓胀作用下车辆轮对的动力学响应、动态脱轨行为以及运行安全域.