横风作用下的高速磁浮列车曲线通过性能研究

针对横风对高速磁浮列车曲线通过性能的影响问题,以我国高速磁浮列车为原型,建立了 204自由度的车辆轨道垂横耦合模型,施加横风载荷和轨道方向不平顺激励,对列车满载通过曲线线路的工况进行数值模拟.仿真计算和对比分析结果表明:横风作用时,风力引起的迎风侧磁场间隙变小是影响列车安全运行的重要因素.横风效应使列车在单侧压力下的动...     

基于BP神经网络优化的卡尔曼滤波算法在轨道垂向不平顺估计中的应用

轨道不平顺是引起车辆和轨道振动的主要原因,也是影响列车平稳性和舒适性的关键因素。本文根据卡尔曼滤波（KF）最优估计原理,建立了车辆系统模型,通过观测车辆系统中车体、前后构架的多个惯性量,采用BP神经网络优化卡尔曼滤波（BP-KF）,实现了轨道垂向不平顺的估计。结果表明,优化后的轨道垂向不平顺估计值,无论是在趋势上还是幅值上与原始值都具有较高的一致性,为轨道不平顺的间接估计提供了新的技术手段。     

高速磁浮轨道长波不平顺检测系统设计

加强轨道不平顺的控制是提高列车运行品质的重要措施,而利用自动化测试系统是检测轨道平顺性的有效手段。介绍一种用于高速磁浮轨道长波不平顺检测的便携式测试系统。该系统采用了基于惯性测量原理的检测方法,并结合GPS定位技术实现轨道的定位。应用多线程并行处理技术实现GPS数据和数采卡数据的同步记录,设计了相应的数字滤波器对信号进行处理。测量结果表明：该检测系统能实现磁浮轨道长波不平顺的精确测量,测量结果不受列车运行速度的影响。     

轨道不平顺对高速列车小幅蛇行运动的影响

高速列车小幅蛇行运动存在2种演变形式,即小幅收敛或小幅发散,为分析小幅蛇行运动的演变趋势,从轨道不平顺角度出发探究其对小幅蛇行运动的影响。首先选取了德国轨道低干扰谱,分析了德国轨道低干扰谱中的4种轨道不平顺类型的功率谱密度,模拟得到了4种时域谱,借助于SIMPACK软件建立了国内某高速列车动力学计算模型,对不同轨道不平顺类型进行了仿真分析。研究结果表明:在小幅蛇行发散临界速度之前,系统所出现的小幅蛇行运动都会收敛,超过临界速度,小幅蛇行发散至形成不同振幅的稳定极限环。不同轨道不平顺激扰类型,小幅蛇行发散的临界速度不同,但均低于车辆系统的蛇行失稳临界速度。     

轨道非平稳不平顺激扰下高速列车半主动控制研究

为改善轨道非平稳随机不平顺对列车动力学性能的影响,基于高速列车线路运行的重复性以及周期性,采用变步长迭代寻优控制算法,建立高速列车抗蛇行减振器半主动变阻尼控制系统,以转向架横向加速度峰值为目标函数,不断迭代寻找最有利于列车动力学性能的减振器阻尼值,改善了传统列车定阻尼值的弊端。多体动力学软件和控制系统仿真软件相结合联合仿真,仿真分析表明,轨道非平稳随机不平顺会使得车体和构架横向加速度、轮对横向力以及轮轨磨耗以倍数增加,严重影响列车动力学性能;通过变阻尼控制之后,构架横向加速度、轮对横向力以及轮对磨耗明显减小,车体横向加速度也略有减小,能够改善列车动力学性能,提高列车运行安全性与平稳性。     

某型轨道车辆车体异常晃动试验研究

通过车辆振动测试和在线轨道检测研究车体异常晃动的原因。研究结果表明,车体的固有频率为1Hz,车体显著晃动时频率为1.4Hz,车体异常晃动频率并不是车体固有频率;晃车区段线路存在波长为15.75m,幅值为12mm的方向不平顺是车辆出现异常晃动的原因;为保证车辆具有优异的动力学性能,工务部门应加强轨道不平顺管理,避免线路上出现具有固定波长且幅值较大的轨道方向不平顺。     

轴箱振动计算轨道不平顺方法研究

为实现在既有运营线路上动态测量轨道不平顺,对通过轴箱的加速度信息计算轨道不平顺的方法进行研究.分析了在时域和频域上使用轴箱加速度轨道不平顺的计算方法,并在同济大学轨道交通实验线上进行实验测试.分别使用频域和时域计算法对测试数据进行分析处理,得到轨道不平顺.对使用上述两种方法的计算结果进行验证比较和理论分析.实验结果表明...     

高铁轨道长波不平顺静态测量方法研究

针对在实际运行环境中,高铁轨道因长波不平顺而无法载重和高速工作的问题,研究高铁轨道长波不平顺静态测量方法.从相对测量技术、平顺性评价、中点弦测法的轨道矢距计算公式分析,实现高铁轨道长波不平顺的测量.经实验验证,该方法可以有效测量高铁轨道的长波不平顺状态,将误差控制在0.2mm以内,符合测量精度要求.     

中低速磁浮列车悬浮架垂向动力学分析

建立了考虑沉浮、点头、侧滚多方向振动的悬浮架垂向动力学模型,编制了系统动力学仿真程序,分析了某新型中低速磁浮悬浮架的振动动态特性;进一步研究了悬浮架结构解耦,特别是磁浮车辆特有的左右模块之间弹性约束的影响,为磁浮车辆抗侧滚悬挂参数设计提供依据。     

五模块中低速磁浮车辆系统动力学仿真研究

在对五模块中低速磁悬浮车辆进行结构分析和运动分析的基础上,利用SIMPACK软件建立了90个自由度的整车动力学模型,并对磁悬浮车辆进行了动力学性能仿真。仿真结果表明:中低速磁浮车辆车体的垂向运行平稳性主要受二系垂向阻尼影响,而横向运行平稳性主要受滑台滑块之间的摩擦系数影响,受该磁悬浮车辆悬挂结构的制约,该磁浮车的最大运行速度不能超过90 km/h;通过曲线时,车体的最大横移量、侧滚角与各悬浮侧架的最大横移量、侧滚角、摇头角都随着通过速度的增大而增大,其中,1,2位与4,5位悬浮架的曲线性能基本对称。悬浮侧架与轨道间的最小横向间隙随着速度增大而减小,当速度为80 km/h时,悬浮侧架上的导向轮与轨道已接触,所以该磁浮车通过半径为300 m的曲线时速度应限制在80 km/h以下,最好不超过70 km/h。     

中低速磁浮列车转向架的结构动力学分析

采用有限元软件ANSYS对中低速磁浮列车转向架进行模态分析和随机振动分析。研究了转向架的动力学性能，为解决转向架的结构动力学问题和结构改进提供了一定的依据。     

局部不平顺的恶化对机车轮轨垂向力的影响

通过MATLAB软件模拟局部不平顺,作为机车模型的外部激扰输入,根据机车动力学理论,以机车轮轨垂向力指标为依据,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,分析谐波型局部不平顺沉降的恶化及交点型局部不平顺凸起的恶化对轮轨系统动力性能的影响。仿真结果表明,当谐波型局部不平顺发生沉降恶化时,即使恶化的幅值较小,也会造成轮轨动力响应的严重恶化,引起强烈的轮轨冲击振动;并且速度越大,轮轨动力作用越剧烈。当交点型局部不平顺发生凸起恶化时,在相同速度下,不同恶化时期的轮轨垂向力的最大值基本不变,但轮轨垂向力的最小值变化较大,导致轮重减载率变大,影响机车运行的安全。     

汽车动力学模型仿真

为了模拟汽车的操控稳定性,在MATLAB/SIMULINK平台上建立了七自由度车辆动力学仿真模型.嵌入某汽车参数后,对模型进行了前轮转角阶跃输入下的仿真分析.结果表明,搭建的模型可以真实地反映车辆运动特性的变化.     

高速圆柱滚子轴承动力学及运动仿真

在高速圆柱滚子轴承动力学研究基础上,建立了轴承瞬态动力学方程,利用Newton-Raphson和Runge-Kutta算法对其数值求解,并利用求解结果在Pro/E Mechanism中实现对滚动轴承的运动仿真。     

长定子中低速磁浮轨道动力学数值分析及结构优化设计

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元分析,获得了磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即固有频率和振动模态。在此数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明:对磁浮列车轨道有限元分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

磁悬浮车辆随机振动响应分析及其平稳性研究

以德国Transrapid磁悬浮系统为原型，建立了磁悬浮车辆/线路相互作用模型，高速磁悬浮线路随机不平顺则引入了分段功率谱表述模型。运用数值积分法和时频转换法对磁悬浮车/线、车/桥系统随机响应进行了仿真分析，并以先进地面交通车辆走行品质UTACV规范和铁道车辆Sperling平稳性指标对磁悬浮车辆运行平稳性进行评价。     

[表面强化及损伤机理]高速铁路钢轨打磨偏差对车辆动力学性能的影响

针对我国高速铁路存在的两种典型的钢轨打磨偏差,建立了我国某型动车组车辆多体动力学模型,仿真分析了轨肩过度打磨和轨头过度打磨对轮轨接触匹配关系、车辆稳定性及车辆运行品质的影响。结果表明：当轨肩过度打磨时,轮轨接触点位置会偏向于踏面外端和轨头部分,导致等效锥度变小,容易诱发一次蛇行（即“晃车”）现象,在一次蛇行对应的速度区间,车辆横向加速度增大,平稳性更差;而当轨头过度打磨时,轮轨接触点位置会集中在踏面喉根圆部分和轨肩部分,引起等效锥度异常增大,引发车辆二次蛇行失稳,容易触发动车组构架横向加速度“报警”。因此,为了提高动车组稳定性,改善运营品质,在钢轨打磨过程中,应该严格控制打磨精度,以标准廓形为目标廓形。