高速列车转向架技术研究

高速铁路运营对转向架技术提出了更高要求,为能设计出性能更优越的动车组转向架,调查了中国高速动车组的线路条件、动车组的车轮踏面磨耗情况,分析轮轨匹配关系;动力学分析中考虑了转臂节点、抗蛇行减振器、空气弹簧等部件的非线性特性,橡胶、减振器等减振元件高低温变化条件下车辆参数的变化,电机弹性悬挂方式等,在实际轮轨匹配关系基础上建立了车辆系统动力学模型。动力学系统仿真选择了最优悬挂参数,结合部件台架测试对悬挂元件进行了工程化设计;为掌握转向架服役周期内关键部件可靠性,对运用动车组转向架进行了大量的动应力测试,系统分析了中国无砟轨道条件下转向架主要承载区域载荷随车辆运营周期、不同气候条件、不同线路条件下的变化趋势,建立了中国高速列车载荷谱体系。通过结构、悬挂、传动、制动、焊接、降噪、轮轨等系统集成,形成高速列车转向架技术体系。     

标准动车组用空气弹簧动力学建模与服役性能试验研究

空气弹簧作为我国动车组二系悬挂的关键部件,其性能直接影响到乘客的舒适性,甚至影响到行车安全。以我国最新研发的标准动车组上使用的510B型空气弹簧为研究对象,研究其服役前后性能的改变。分别建立了空气弹簧的有限元模型及气动力学模型,并对新空气弹簧和已经服役30万公里以上的510B型空气弹簧进行静态、动态的例行试验。通过对模型仿真数据与试验数据进行对比,结果表明:新空气弹簧模型动、静态的仿真的滞回曲线和试验所得的滞回曲线吻合较好,所建立的510B型空气弹簧模型能够很好的描述空气弹簧的动态特性;通过修改动力学模型的相关参数,能够很好的描述已经服役的空气弹簧的特性;能够初步的揭示510B型空气弹簧在服役后其垂向刚度及阻尼会有一定程度的增加,对研究空气弹簧老化以及其对整车动力学性能的影响具有一定的实际应用价值。     

EtherCAT应用于机载测试系统构建可行性研究

针对传统机载测试系统在空间狭小、结构复杂部位难以部署、带宽过低、同步性能较低等问题,结合我国大飞机项目中机载测试系统的实际要求,提出基于实时以太网EtherCAT技术的网络化机载测试系统,同时使用标准的EtherCAT设备搭建实际的测试系统。以该系统为测试平台,根据大飞机测试系统中系统同步性能和带宽的指标要求,对单链、多链等结构及多种条件下的基于EtherCAT网络化机载测试系统同步性能和带宽进行测试,以此为依据对EtherCAT技术应用于机载测试系统可行性进行详细的论证说明。实验结果表明:EtherCAT技术在同步性和带宽方面可满足机载测试系统多方面的要求,并且具有较高的余量,可以应用于我国大飞机项目的机载测试系统。     

高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究

高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型。通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果。研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型。     

天驰号动力综合检测车动力学性能测试与评估

天驰号动力综合检测车是目前我国第一列自主研制的构造速度200km/h的交流传动内燃动车组,对其在线路实际运行中的动力学性能进行测试和评价,以确保其安全可靠运行。测试结果表明,该车的各项指标均符合相关标准,可满足在线路上以200km/h的速度运行,我国自主研制的高速动车组完全达到各项安全运行标准。     

自动式空气制动系统在马来西亚动车组项目中的应用

介绍了马来西亚动车组项目制动系统中作为备用制动系统的自动式空气制动系统,对该系统的主要部件及控制原理进行了介绍及分析,并介绍了自动式空气制动系统在城际、高速动车组上的应用和发展。     

高速转向架技术的创新研究

在介绍我国高速列车发展和创新研究平台建立的基础上,开展了引进高速动车组从轮对踏面及内侧距、线路不平顺到动车组参数的适应性研究;以提升动车组运行速度为目标,优化了京津城际铁路高速动车组的参数,并开展科学研究性试验.获得了最高运行速度394.3 km/h的高速列车运动行为及耦合系统的动力学响应特征;针对京沪高速铁路用新一代高速列车速度目标值,京津城际动车组的运用情况和无砟高架线路的不平顺谱特性,在保证更高临界速度的基础上,为了进一步提高动车组的垂向和横向动力学性能,完成了转向架结构和参数的进一步优化,实现了引进动车组的消化吸收再创新.     

中低速磁浮车辆空气弹簧动力学建模及其应用研究

建立合理的适用于中低速磁浮车辆的空气弹簧动力学模型是预测中低速磁浮车辆动力学性能的必要条件。基于振动力学与弹性力学基本原理，建立了中低速磁浮车辆空气弹簧系统非线性动力学模型，依据测试结果辨识了系统参数，试验验证了模型的准确性，并结合线路动态测试结果对比了线性模型与非线性模型的差异。结果表明：空气弹簧在±70 mm有效行程范围内，其垂向载荷-内压-位移之间呈三次函数关系，行程大于70 mm时，载荷-位移呈线性关系；磁浮车辆空气弹簧横向刚度极大，可以分段线性近似表示；直线线路车辆速度大于30 km/h以及曲线线路半径小于100 m时，线性模型计算结果偏差较大，非线性模型计算精度显著高于等效线性模型。研究结果可为中低速磁浮车辆设计、动力性能预测提供理论依据。     

核电站废气处理系统氦气检漏试验方法研究

密封性能测试是核电厂系统调试中经常遇到的问题。氦气检漏作为密封性能测试方法的一种,它的检漏灵敏度远远超过了压降法、煤油渗漏和氨泄漏等试验方法。本文对比常见的排水集气法和压降法,结合秦山二期扩建工程废气处理系统调试,详细介绍了含氢废气子系统密封性能试验方法的选定及氦气检漏漏试验的原理和试验过程。氦气检漏试验结果表明,秦山二期扩建工程废气处理系统密封性能试验获得了成功,密封性达到了设计要求。     

高速铁路动车组在线路上适应性设计方法及应用

我国高速铁路轨道结构类型较多,动车组在线路上的适应性问题越来越突出,其相关研究越显重要。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,对高速铁路动车组在线路上适应性设计方法进行了初步探讨,提出了以高速动车组为设计主体的线路适应性设计方法,介绍了该方法在中国标准动车组动力学性能设计工程中的应用情况,以期为我国高速铁路动车组设计提供一种新的思路和参考。     

基于冲击片雷管的多点同步起爆系统研究

针对EFP战斗部多点同步起爆系统所使用的常规电雷管安全性低和爆炸网络同步性差的问题,基于爆炸箔起爆技术固有的高安全特性,以2发或3发冲击片雷管串联为多点起爆系统的基本单元,设计了3点、4点、6点和9点同步起爆系统,并进行了多点起爆同步性测试。试验结果表明:3点、4点同步起爆同步性时间均小于100 ns,最大同步性时间散布较小,满足设计要求;6点和9点同步起爆同步性时间都超过了100 ns,并且最大同步性时间散布较大。经分析,每组雷管之间等效电阻和等效电感等参数具有差异,造成不同组别的雷管发火回路性能有差别,故引起各起爆支路的电流不一致,导致桥箔的爆发电流和爆发电流密度的差异,从而影响起爆的同步性。     

日化品瓶铝箔密封性检测方法及其实验研究

目的 提高日化品瓶铝箔密封性的检测准确率。方法 提出一种日化品瓶铝箔密封性检测方法。通过对铝箔密封后的日化品瓶瓶身施加压力,使瓶身产生一定的形变,基于采集施压过程中日化品瓶产生的反作用力,建立空气泄漏模型对日化品瓶铝箔密封性进行判定。设计日化品瓶铝箔密封性测试实验平台,在不同挤压行程和挤压速度下,对日化品瓶铝箔密封性进行实验。结果 将实验得到的数据代入空气泄漏数学模型后得到的泄漏面积数值与实际数值的最大误差为4.5%。结论 日化品瓶铝箔密封性检测方法操作简单、检测精确,为实际生产过程中对日化品瓶铝箔密封性检测提供了依据。     

基于STM32的机车防滑阀性能测试系统设计

针对防滑阀单个部件性能检测设备操作复杂、成本高的问题,设计一套基于STM32的机车防滑阀综合性能测试系统。测试系统以ARM Cortex-M3核的STM32为主控制器,采用高速功率驱动电路控制防滑阀内部两个电磁阀的通断,实现防滑阀的充气、排气和保压3种工作状态快速切换。在模拟机车制动的工作条件下,测试系统对防滑阀的密封性、动作响应时间、阶段充排气性能、快速充排气性能、全缓解和排空性能进行测试。其中,采用内部AD转换器进行高速采集,采集频率最高设置为1 MHz;采用功率驱动电路进行电磁阀控制,开关时间为100μs。经过大量重复性实验,并对测试系统进行不确定度评定,测试结果表明:基于STM32的机车防滑阀性能测试系统的性能稳定,满足测试要求。     

动车组车顶避雷器绝缘材料的性能衰退研究

近年来动车组车顶避雷器故障频发,危害动车组安全运行。为获得车顶避雷器的故障原因,对正常避雷器和性能衰退避雷器开展解体试验研究。通过直流参考电压测试和残压测试研究不同状态阀片的电气性能变化。开展绝缘电阻测试、SEM和EDS测试,获得阀片及环氧筒绝缘材料的绝缘性能和微观特征。最后,建立三维模型模拟环氧筒缺陷对电场分布的影响。结果表明,避雷器性能衰退的主要原因是环氧筒内壁存在缺陷,当避雷器受潮时,电场强度显著增加。改进环氧筒制造工艺并增强避雷器防潮性能,可以有效避免避雷器性能衰退。     

等离子喷涂热障涂层隔热性能分析方法

热障涂层材料已成为现代高性能航空发动机的关键材料,而隔热性能一直是评价热障涂层性能的一个重要指标。首先基于傅里叶导热定律,推导出一维稳态温度场的解析表达式,并讨论了陶瓷层厚度、陶瓷层上表面工作温度和金属基底下表面工作温度对热障涂层系统隔热性能的影响。设计了一种比较新颖的实验测试方法,成功实现了对热障涂层系统内部不同位置的温度进行实时测试和保存实验数据。结果表明,各个温度采集点的实验测试结果与理论预测结果吻合很好,说明提出的实验测试方法可以有效评估不同类型的热障涂层材料体系的隔热性能。     

牵引电机谐波转矩对高速动车动力学性能的影响

在传统的车辆系统动力学分析中,很少考虑牵引电机谐波转矩的影响,实际上,谐波转矩会造成电机转速的振动,进而对车辆系统产生动作用力。为了计算牵引电机谐波转矩及其对高速动车组动力学性能的影响,针对国内某型动车组上的牵引电机参数,计算了前4次谐波转矩的含量并且加入到车辆系统动力学模型中,经计算发现:谐波转矩对车辆系统的舒适度、磨耗功指标影响较大,对临界速度、横向与垂向平稳性指标、脱轨系数和最大轮轴横向力影响不大;谐波转矩也会较明显地加大齿轮箱、牵引电机本身的纵向加速度均方根值。进一步比较发现:随着速度的升高,谐波转矩对它们的影响会越来越大。     

动车组空气弹簧节流孔直径优化研究

为研究铁道车辆二系垂向阻尼装置由减振器变为节流孔带来的改变,基于某高速动车组动力学试验和该动车组所用空气弹簧动态特性试验,建立其动力学模型。从车体垂向平稳性、振动加速度角度分析节流孔直径选型。结果表明:空气弹簧节流孔不仅能影响垂向阻尼,同时也影响垂向刚度;分析垂向平稳性时可以考虑选择0.7 Hz激振频率下空气弹簧刚度和阻尼特性等效其非线性特性;变减振器为节流孔后,节流孔能有效减小垂向振动加速度均方根值;在列车运行速度高于150 km/h时,建议减振器阻尼范围为10 Ns/mm至20 Ns/mm,节流孔直径范围为12 mm至16mm;比较两种阻尼装置,建议选择节流孔提供阻尼。     

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。     

一种新型改进踏面在某高速动车组上的应用可行性分析

转向架是动车组上最重要的部件之一,其直接承受车辆与线路轨道间相互作用的全部载荷及冲击,而转向架车轮踏面作为与轨道直接接触的部位,其形状对列车动力学性能和车轮的磨耗程度有很大影响;为了提高某高速动车组的动力学性能和延长车轮旋修周期,提高列车乘坐的舒适度,本文提出一种新型改进踏面ZH1踏面,并将其与国内已经成熟运用的踏面做...     

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。