基于DSP的列车振动测试系统

为方便、快捷地检测和评价列车的振动性能,将AD73360及DSP技术应用到列车振动测试系统中。采用AD73360将车厢内的振动加速度转换为数字信号,再利用DSP芯片的高速数据处理能力对加速度信号进行分析,同时在线得到列车运行的平稳性和舒适性指标。研究分析了列车振动测试系统,给出了系统设计方案,详细介绍了TMS320F2407 DSP和AD73360接口电路的软硬件设计方法。实践证明,该系统能够准确、快速地在线测得列车运行的振动参数,为保障行车安全提供比较有效的依据。     

基于Fuzzy-PID的磁悬浮列车速度控制系统

磁浮列车运行控制是一个复杂的非线性控制系统,基于传统PID算法的速度控制器不能消除时变干扰影响,动态性能差。文章提出基于Fuzzy-PID控制的磁悬浮列车速度闭环跟踪控制算法,利用模糊逻辑在线计算PID参数修正量。数据仿真试验结果表明,Fuzzy-PID控制可以明显改善速度闭环控制器的响应特性,提高列车运行控制系统的动态性能。     

车辆系统的非线性动力学研究进展

文章对非线性动力学在车辆系统运行性能分析与优化过程中的应用作了简单的介绍。从非线性因素对轮对、转向架、机车、货车、高速客车在运行过程中的影响分别结合传统算法和新的算法作了分析,并提出了一些相应的控制措施。对于对称系统和不对称系统分别作出了分岔图,并用"合成分岔图"法作了分析。考虑非线性因素对于确定车辆的线性和非线性速度提出了新的方法。     

研磨子模糊控制

基于轮轨粘着的基本原理,对比了撒砂、喷射陶瓷粒子和使用研磨子三种粘着改善策略,以及组合校正法和模糊控制法两种粘着控制方法,以此设计了一种研磨子模糊控制系统.该系统可以作为目前所采用的恒常研磨策略和组合校正力矩调节方法的辅助,在保证列车在牵引、高速运行和制动过程中维持轮轨接触面清洁的同时,当车轮在一定速度区间内产生较大滑行或空转趋势时控制系统能够迅速响应,增大研磨子作用压力,在改善轮轨关系的前提下极大地减少了研磨子及车轮材料的浪费.此外,可以根据增粘和修型需求修改模糊控制参数,以实现不同的作用效果,智能调节研磨子的作用频率.     

基于界面调控的摩擦系统减振降噪方法

为寻求抑制摩擦振动及噪声的新方法,分别探讨了在摩擦副背面安装阻尼元件以及在摩擦副表面加工沟槽型织构两种手段对摩擦界面的调控效果,并在此基础上将两种调控摩擦界面的手段组合,对得到的3种不同界面调控方法调控的摩擦系统进行摩擦噪声试验,并利用有限元分析方法和压力测试结果揭示其作用机理。结果表明,摩擦副背面安装阻尼元件或摩擦副表面加工沟槽型织构均可以改善摩擦界面贴合程度,从而提高摩擦系统的稳定性,抑制摩擦振动及噪声产生。以上两种界面调控方法组合后摩擦界面贴合程度进一步增大,因此在抑制摩擦振动及噪声方面表现出更大的潜力。此外,摩擦副背面安装的阻尼元件在增大界面贴合程度的同时,还可以使界面贴合更加稳定。     

轮轨垂向力制动台连续测量系统

轮轨作用力是评价铁道车辆安全性的主要指标,为开展轮轨黏着系数-滑移率关系的研究,该文针对制动试验台设计一套轮轨垂向力连续测量系统。该系统采用测力轮对的测量方法,首先通过Ansys建立滚轮模型,分析出轮对受垂向载荷作用时应力应变集中位置,确定测点与贴片组桥方式;然后经采集器自身强度与安装紧固件的强度校核计算,选取合适的紧固件,并将经配重后质量相等的无线采集器及电源模块对称安装在轮对上;其次采用Lab VIEW调用动态链接库的方式开发此采集器的控制、采集、存储、计算程序;最后通过动态加载、减载实验验证测量系统的准确性。结果表明:此测量系统数据传输稳定、精确度高,测量误差在±3%以内。     

V型缺口应力集中系数分析及应用

为了分析V型缺口的应力集中系数,引入Filippi缺口应力场方程,计算了对称拉伸(Ⅰ型)和反对称剪切(Ⅱ型)两种载荷类型下的应力场参数。建立拉伸载荷下的V型缺口参数化模型,通过数值计算和理论分析结果比较,验证了Filippi方程的准确性。考虑到缺口根部的微观约束效应,采用Neuber应力平均概念和虚拟缺口半径方法,获得了缺口约束因子,虚拟缺口半径等与缺口参数之间的关系。在此基础上,采用有限元方法计算了尖锐V型缺口在不同约束尺寸和缺口角度下的平均应力集中系数和等效应力集中系数,两种缺口应力集中系数偏差基本保持在10%以下,表明所求解的缺口应力集中系数具有较高的可信度。最后将缺口应力集中系数应用在焊接接头的缺口应力分析中,从而避免了因单元尺寸不同而造成的结果差异。     

悬挂设备隔振频率与刚度优化分析

基于隔振原理,首先给出了系统频率避免共振需要满足的条件;其次,以E3C动车组牵引变压器冷却单元风机组为研究对象,建立了详细的有限元模型,通过对其进行模态分析得到变压器组装的刚体振动频率和冷却单元吊梁的弹性振动频率;然后,按照变压器组装的垂向浮沉振动、风机组的自身工作振动、冷却单元吊梁的垂向弹性振动对组合模型振动的影响依次降低的原则,研究了风机组避免与三种激励发生共振所需的悬挂频率与刚度;最后,通过避开三种激励的主共振区得到最优的风机组悬挂频率和风机组安装座减振橡胶刚度。     

基于遗传算法三参数概率S-N曲线参量估计

引入遗传算法对40MnB调质齿轮三参数概率S-N曲线参量进行估计.方法将三参数概率S-N曲线表示为对数疲劳寿命均值和均方差线的广义形式,并利用遗传算法进行求解.综合考虑总体拟合效果,遗传算法以表示拟合效果的最小拟合误差均方值Min（ETP）参量作为目标函数,并定义了Min（ETP）均值和均方差形式.对40MnB调质齿轮弯曲疲劳强度的成组法试验数据进行研究表明,基于遗传算法的三参数概率S-N曲线参量估计是有效的,且优化过程无需进行求导操作,无需引入附加方程.     

折叠气囊式机车碰撞试验台加速能力的研究

以折叠气囊式机车碰撞试验台为研究对象,分别对2种不同材质(柔性和弹性)的气囊进行充气推动实验,在对比后确定采用曲囊式空气弹簧的橡胶囊体作为试验台的推动气囊。通过单个GF150/298-3橡胶气囊加速能力的推动测试,得到单气囊实验台的加速能力。根据多个橡胶气囊以并联、串联方式组合后推动车体可获得的最大速度具有非线性叠加的特点,若将GF580/384-3型气囊通过9级并联、9组串联并以0.7 MPa的囊内压力推动车体,可将25 t的车体加速到39.57 km/h,能达到EN15227标准中对机车车辆的碰撞测试要求。