基于旋转矩阵正交性的转向架6自由度平台位姿正解解算

利用齐次变换矩阵中旋转矩阵的正交特性及牛顿迭代实现了转向架空间姿态模拟平台的运动学正解解算。根据旋转矩阵元素之间的正交关系及各液压缸杆长约束条件,建立了以齐次变换矩阵各元素为未知量、方程数等于未知量数的非线性方程组的数学模型,并运用牛顿拉夫逊法进行近似求解,再根据齐次变换矩阵元素与位姿变量对应函数关系求解相应位姿,避免了牛顿拉夫逊法算法迭代求解过程中三角函数反复运算,提高了位姿正解解算速度。本文研究的转向架6自由度平台位姿正解解算方法为转向架空间姿态模拟的实现提供了依据,同时为其余形式的6自由度平台位姿解算提供了理论基础和技术支持。     

高速动车组转向架悬挂刚度特性

建立了车辆系统数学模型,理论分析了影响转向架悬挂刚度的主要参数,并利用参数试验台对某高速动车组进行悬挂刚度测试,总结了不同条件下的结果分布规律,以验证数学模型和理论分析的可信性。理论分析结果表明:在小半径曲线条件下,转向架回转阻力系数随着空簧纵向刚度及其横向跨距的变化而显著变化,转向架回转刚度和车辆抗侧滚刚度应联合设计。一、二系悬挂刚度试验结果略大于理论值,最大相差11%,表明车辆组装后进行参数校验的必要性。试验表明:回转阻力系数与偏转角度和转动速度成正比。曲线半径为300 m且空簧有气时,转动速度为0.05°/s和0.2°/s时的回转阻力系数分别为0.023和0.065,空簧无气时分别为0.068和0.095,即转动速度越快,回转刚度越大,且空簧无气时的结果显著大于空簧有气时,表明车辆在空簧无气且快速通过小半径曲线时为危险工况。转向架回转刚度的试验值大于理论值,表明在理论计算时应考虑空簧动态刚度特性及其他部件(如抗侧滚扭杆、减振器等)对转向架回转刚度的影响。     

计度器摩擦力矩测试新方法—相对回转法

本文对现有计度器摩擦力矩测试方法进行了分析,并提出了一种新的计度器摩擦力矩测试方法——相对回转法原理。采用相对回转法已成功地研制出新型计度器摩擦力矩测试仪。该仪器除主机外,尚具有能识别信息的新型传感器及微处理机,可直接打印出所测计度器摩擦力矩的各种参数和摩擦力矩变化曲线,与现行的测试仪器相比,具有测量精度高,功能完善及效率高等明显优点。     

一种基于DSP和多传感器稳定平台的设计

为了准确采集稳定平台动态情况下姿态变化的信息,设计了一种新型的多传感器稳定平台的结构和硬件控制系统,六个加速度计和三个陀螺仪分别沿三个回转轴对称安置。在动、静态两种情况下,用不同的数学模型对加速度计和陀螺仪输出的信息进行解算。在动态情况下,对陀螺仪输出的信息和解算后的加速度信息进行Kalman滤波。经实验验证,能够提高稳定平台系统的精度。     

车体下心滚摆对高速列车气动性能的影响（英文）

越来越多的“晃车”现象凸显了明确车体姿态变化与列车气动性能之间的关系对于确保高速列车运行安全至关重要。但是,目前关于这个问题的相关信息较少。因此,本研究通过改进延迟分离涡数值模拟方法(IDDES)研究了车体下心滚摆对高速列车空气动力学性能的影响。结果表明,车体侧滚对转向架的气动性能有显著影响,车体侧滚会使转向架的侧向力和摇头力矩明显增大,进而加剧高速列车的运行不稳定性。此外,车体侧滚引起的转向架两侧纵向压力分布不均是导致转向架摇头力矩增大的主要原因。同时,尾涡也受到车体侧滚的影响发生了垂向的抖动。     

转向架质心高度的测定

为了更准确地确定转向架质心高度,借助于重量反应理论提出了质心高度的测定方法,开发了基于坡道模拟器的转向架质心高度测量系统。设计了坡道模拟器位姿反解Mat-lab/GUI用户控制界面,从而直观方便地通过调用反解模型实现了位姿反解,为转向架质心高度测量奠定了理论基础。     

连续回转马达电液伺服系统辨识及控制

针对连续回转电液伺服马达摩擦力矩和泄漏量的周期性变化对整个系统产生周期性干扰的问题,建立了连续回转马达电液位置伺服系统的数学模型,采用正弦扫频信号作为激励信号,根据连续回转马达自身结构特点,每间隔10°对连续回转马达进行整周的闭环参数辨识.对采集的每组输入、输出数据对序列,采用基于高斯-牛顿优化算法的预报误差法进行系统...     

基于模拟半车的悬挂自振特性试验

建立了车体-构架双质量系统的垂向及横向振动测试模型。以齐次旋转矩阵理论为基础搭建了激振平台位姿反解模型,并对各激振器控制指令进行计算。对某型转向架悬挂实现垂向振型自振频率测试,试验结果与理论值一致,验证了本文方法的准确性。     

椭圆封头的几何形状与薄膜应力的讨论

根据回转壳体的基本概念及回转薄壳的无力矩理论,探讨了椭圆封头的几何形状及其薄膜应力等问题,认为由于面母线不是椭圆,椭圆封头的椭圆过赔分只能称为近似椭圆壳。     

纤维缠绕回转壳内压容器应力分析

本文是从连续介质复合材料层合壳理论,用有限元法对变厚度、正交各向异性的纤维缠绕回转壳进行应力分析的。采用的是截锥壳单元,通过假定位移场建立单元刚度,用直接刚皮法首先求出各节圆的位移,然后求出各节圆的内力、内力矩、应变、曲率变化、应力合力和应力合力矩这种方法也可直接用于变厚度、各向同性任意形状回转壳的应力分析,程序可以通用。从几个例子的实际计算结果来看,这种分析方法可以达到较高的精度。     

全功率变量泵驱动的液压挖掘机回转机构运动参数计算

双泵全功率变量泵驱动的液压挖掘机在挖掘作业中,回转机构运动分析的困难在于:当全功率变量泵进入变量特性阶段,液压系统中的流量如何根据回转马达和工作液压缸中的瞬时压力之和来确定;回转机构的驱动力矩如何根据回转马达中的瞬时压力来计算。目前所采用的无论是按定量泵驱动方式或者是按分功率变量泵的驱动方式所进行的回转机构运动分析都没有解决这一问题。本文从双泵全功率变量泵的变量特性出发,详尽地分析了该驱动方式下回转机构的一般运动规律,建立了运动分析的数学模型和数值计算方法,为评价回转机构设计合理性奠定了基础。     

同步热分析法研究超级铝热剂Al/MnO2的热安定性

A型车动车转向架扭转阻力测试试验研究

谭富星，刘洪涛，刘诗慧，张镇川，张鹏

（中车长春轨道客车股份有限公司，长春 130062）

摘要：

转阻力系数是转向架重要的运行参数，直接影响着轨道车辆的动力学性能。A型轨道车辆动车转向架扭转阻力参数测试通过理论计算、动力学仿真和试验验证等手段进行研究。通过对不同的空簧状态、空簧刚度和扭转速度等工况的分析和试验表明，扭转阻力系数与车辆通过曲线时的曲线半径相关性强；扭转阻力系数随着空簧水平刚度变化而变化；同时扭转阻力系数随扭转速度的增长而逐渐增大。在不同空簧状态和不同扭转速度的工况下的试验检定表明：扭转阻力系数随着扭转速度的增加而上升；抗蛇行减振器产生作用于转向架上的扭转阻力矩，且该力矩随着扭转速度增加而上升。试验结果表明理论分析、动力学仿真与真实转向架台架试验验证结果相吻合，试验满足EN14363中的要求和车辆安全操作指导。

关键词：A型车辆，动车转向架，扭转角，扭转阻力系数，扭转转速

     

基于Simulation模块的升降回转测试平台底座结构优化设计

针对升降回转测试平台的底座结构,利用Solid Works软件进行了三维建模。为检验升降回转测试平台底座的安全性,在Simulation模块中对方形底座结构和圆形底座结构进行了有限元分析和结果对比。在确定使用圆形底座结构后,对升降回转测试平台底座结构进行了优化设计。将底座框架的稀疏大孔改为密集小孔,节省了原材料;将底座横梁下T字形加强筋改为工字形加强筋,增强了底座的抗变形能力和使用可靠性。     

高精度回工作平台方案与动态精度分析

动态高精度回转工作平台是网络搜索和跟踪系统的多功能工作平台，受控制系统的作用实现水平回转和高低俯仰的精确传动和定位，并起支撑作用。文章重点分析高精度回转工作平台的方案和动态精度。     

牙轮钻头运动规律的探讨

一、前言目前,牙轮钻机已广泛用于大中型金属露天矿,牙轮穿孔成为各大中型金属露天矿最主要的穿孔方法。所谓牙轮穿孔是依靠钻机的回转机构,加压机构施加在钻头上的回转力矩及轴向压力来破碎岩石的。并由压气排碴成孔,也就是说通过加压机构加压使钻头     

动基座光电平台伺服系统扰动力矩抑制能力仿真与分析

为了提高动基座光电平台视轴稳定精度,必须提高伺服系统对扰动力矩抑制的能力。针对这种情况,提出了在伺服系统中引入加速度反馈闭环来抑制扰动力矩。仿真、分析结果表明,加速度反馈闭环的引入有效增强了动基座光电平台伺服系统的力矩刚度,极大的抑制了扰动力矩,将动基座光电平台视轴稳定精度由177.8 rad提高至8.5 rad。     

磁流变力矩传动装置的有限元仿真及试验

针对磁流变液的流变和相变双重特性进行了研究,阐述了其流变原理。通过ANSYS有限元数值方法对力矩传递模型进行了仿真分析,在此基础上,采用SG-MRF2035型号的磁流变液,研制出了间隙为1.5mm的磁流变力矩传动装置样机,并通过搭建的测试平台对样机进行了力矩输出性能试验。试验结果表明:该装置能够输出柔顺可控力矩,为磁流变液的广泛应用开辟了一条新途径。     

多孔质空气静压主轴动态回转误差的影响机理分析

为了有效解决多孔质空气静压主轴回转误差在理论上无法定量精确求解的难题,提出了一种基于计算流体力学和动态网格技术的回转精度预测方法。首先根据实验测量数据分析规律采用频率和幅值相结合的方式对主轴转子的圆度误差进行几何建模,建立了不同波形、不同幅值下的几何模型。然后在FLUENT平台下利用动态网格技术,并采用瞬态分析方法同时求解N-S方程和牛顿运动定律,研究了不同波形、不同幅值下转子的X/Y向受力、速度分布、压力分布、位移轨迹的变化规律,实现圆度误差对回转误差的影响规律研究。仿真结果表明：圆度误差是影响多孔质空气静压主轴回转误差的主要因素,回转误差随着误差幅值的增加而显著恶化,偶波造成的回转误差明显低于奇波误差,随波数的增加,回转误差降低。最后搭建高精度回转误差测量实验平台,对自行研制的多孔质空气静压主轴回转误差进行测量,测得回转误差为50 nm（其中包含垂直度、圆柱度、圆度等引起的回转误差）,计算求得的圆度误差为23 nm占回转误差的46 %,得出圆度误差是影响主轴回转精度的主要因素,也验证了所采用的回转误差分析方法的有效性和准确性。     

圆形料场堆取料机中部回转平台焊接工艺及质量控制

中部回转平台作为圆形料场堆取料机运行过程中的主要受力部件,其制作难度及焊接任务量大,主要表现为钢板组件多,焊缝数量多,制作过程中若焊接工艺、质量控制任何一项出现问题,该结构极易产生变形及缺陷,修补难度大,甚是无法修补。因此,针对某圆形料场堆取料机中部回转平台具体结构进行分析,总结出一套合理的焊接工艺及对关键部位的质量控制措施。通过实践证明,可有效地控制中部回转平台的焊接变形,保证焊接质量,为同类设备产品的制造提供参考与借鉴。     

全附体潜艇旋臂水池试验及单平面受力研究

为了研究水下航行器在定常回转中的水动力特性及受力运动规律，以潜艇标模SUBOFF AFF-8为研究对象，在浙江大学旋臂水池中进行潜艇操纵性回转试验.介绍潜艇旋臂水池试验的测试技术，包括模型安装、数据测量及六分力天平的标定与校核.获取水平面和垂直面的旋转导数，与泰勒水池的实验值形成对比.结果表明，浙江大学水池与泰勒水池相比，误差小于10%，证明浙江大学旋臂水池对潜艇操纵性试验的测量具有一定的可靠性.在水平面运动中，纵向力和横向力随漂角的变化曲线以0°漂角为分界点左右对称，横摇力矩和偏航力矩随漂角的增大而增大，垂向力和俯仰力矩随漂角的变化近似呈抛物线分布.垂直面运动时，上浮和下潜运动的力和力矩呈对称分布.角速度越大，纵向力越大，在较高的角速度下，不同攻角下的力差值较大.