单牵引杆布置方式对机车动力学性能影响分析

采用多体动力学软件SIMPACK建立了一种完整的2B0机车模型,通过在直线和曲线上的仿真计算,分析了单牵引杆布置方式,长度,角度对机车直线上的横向动力学性能以及曲线通过性能的影响,研究表明:外侧单牵引杆方式要优于内侧单牵引杆方式,牵引杆长的影响不显著,倾斜角对内侧单牵引杆方式影响更显著.     

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。     

大轴重机车牵引杆参数对动力学性能影响

为研发30t大轴重电力机车,研究了推挽式低位牵引杆各项参数对轮重减载率、车体平稳性和脱轨系数等动力学性能的影响。采用多体动力学软件SIMPACK建立2B0机车动力学模型。分析了车辆的直线与曲线通过性能。结果表明直线工况下牵引杆转角对车体垂向平稳性影响较大;曲线工况下随着牵引杆转角的增大导向轮对轮重减载率迅速降低,且变化的斜率随牵引杆长度增加而变大;小半径曲线工况下脱轨系数和轮轨横向力受牵引杆参数影响较小。     

长定子中低速磁浮轨道动力学分析与结构优化

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数值分析,获得了长定子中低速磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即磁浮轨道固有频率和振动模态。在此动力学有限元数值分析基础上,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,对长定子中低速磁浮轨道有限元数值分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为长定子中低速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。     

磁浮车辆/轨道系统动力学(Ⅱ) --建模与仿真

评述了磁浮车辆/轨道系统动力学建模、数值求解及动力响应分析与动力性能评价等方面的研究进展.随着磁浮列车技术逐步成熟,磁浮车辆/轨道系统动力学建模越来越细致,动力学仿真主要开展了车/桥垂向耦合作用研究、车辆曲线通过性能研究和车辆/轨道系统随机振动响应研究.为了更为真实地模拟磁浮列车系统动力响应,今后需要建立考虑磁转向架结构、悬浮导向控制系统、直线电动机和空气动力作用的耦合大系统动力学模型,寻找高效求解磁浮大系统非线性时变微分方程的数值方法,开展磁浮列车系统动力学参数优化研究、磁浮列车纵向动力学研究以及动力学仿真试验验证,并确立一套磁浮列车系统动力学性能评价标准.     

中低速磁浮车辆侧向通过道岔动力学性能影响因素分析

为了探究中低速磁浮车辆侧向通过道岔时动力学性能的影响因素,采用UM软件建立了中低速磁浮车辆-侧向位道岔耦合动力学模型,车辆动力学模型中详细考虑了支承台、迫导向机构、电磁铁横向滑橇以及主动控制的PID悬浮控制系统,同时建立了考虑主动梁、从动梁、角平分装置以及F轨的磁浮道岔有限元模型。采用长沙磁浮快线提速试验数据验证车辆动力学模型后,对比分析了10 km/h速度工况下角平分装置以及滑动支承台行程对于磁浮车辆侧向过岔时系统动力学响应的影响。仿真结果表明,若道岔连接处未设置角平分装置,系统响应将整体增大,其中车体前端横向加速度幅值增大约40%。扩大滑台行程30 mm后,系统的横向响应明显减小,电磁铁横移量减小10.70 mm,可较为有效的避免磁轨机械接触以及悬浮失稳等情况。综合考虑磁浮车辆侧向过岔的动力学性能,在道岔连接处设置角平分装置可有效提高车辆运行时的平稳性与安全性,同时在实际情况允许下可增大滑台行程进一步优化侧向过岔时的系统响应。     

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。     

轮径差对三大件式转向架曲线通过性能影响分析

轮径差是我国铁路重载货车运用中常见的一类问题,对车辆的运行稳定性和曲线通过性能有较大影响.为揭示轮径差对三大件式转向架曲线通过性能的影响规律,建立了某型敞车动力学模型,对比分析了四种不同形式轮径差下货车曲线动态响应.研究结果表明:不同种类轮径差对转向架通过曲线的影响有所不同,适当程度轮径差有利于车辆动态曲线通过;前导向...     

两种驱动电机地铁车辆轮轨动态相互作用对比分析

为研究驱动作用下直线电机地铁车辆和旋转电机地铁车辆的轮轨系统动力学响应特性,利用KALKER线性蠕滑理论分析比较电机驱动下两种地铁车辆曲线通过时的轮对导向能力,分别建立直线电机地铁车辆-轨道三维耦合动力学模型和传统旋转电机地铁车辆-轨道三维耦合动力学模型,对比分析驱动作用和曲线半径对两种地铁车辆轮轨动态相互作用的影响。研究结果表明:驱动工况下,不同于传统旋转电机地铁车辆,直线电机地铁车辆的轮轨蠕滑特性和系统动态响应几乎不受牵引载荷的影响,其轮轨蠕滑力不受到轮轨黏着的限制。曲线通过时直线电机地铁车辆导向轮对的导向能力优于传统旋转电机地铁车辆。     

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。     

[BIM模型与智能设计]中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮（EMS）中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了“车辆-电磁-轨道梁”耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明：EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮(EMS)中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了"车辆-电磁-轨道梁"耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明:EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

中低速磁浮车辆牵引装置分析

对中低速磁浮车辆牵引装置的主要结构及功能的分析,得出其相应载荷参数,再采用有限元分析方法对其主要承载结构进行强度校核,并对牵引装置安装螺栓的连接强度开展校核,验证了牵引装置结构设计的可靠性。     

大轴距电动平车曲线通过性能研究

铁路车辆不仅应具有良好的高速运行平稳性,而且还应有优秀的曲线通过能力。针对大轴距铁路工程车辆普遍存在的曲线通过性能较差现象,以某型铁路施工的专用电动平车为例,并利用多体动力学软件SIMPACK建立车/轨耦合动力学模型,计算在牵引工况下通过300m半径曲线,自行工况下通过小半径曲线和12号道岔时的动力学性能,分析平车的曲线通过性能。计算结果表明:牵引工况下通过R300曲线时粘着系数随速度的增大而减少,蠕滑力同步增大,导致轮轨磨耗加剧;自行工况下前后两个轮对轮轴受方向相反的同步横向冲击。     

牵引力对城轨车辆动力学性能的影响

为了研究牵引力对城轨车辆动力学性能的影响,利用SIMPACK建立某城轨车辆动力学模型,将牵引电机的转矩特性作为动力学模型中车辆的驱动力,研究了牵引工况下车辆的稳定性、平稳性和安全性,并与惰行工况进行对比分析。研究结果表明:牵引力改变了轮轨间的蠕滑力,从而影响车辆的动力学性能。     

直线电机地铁车辆的车轮磨耗特性及动力学性能试验研究

对国内某直线电机地铁线路轴箱内外置列车的车轮磨耗规律和动力学性能进行了现场调查、特征对比以及形成机理的理论研究。通过两种车型不同镟后运行里程的车轮磨耗测试,分析了两种轴箱布置方式车辆的车轮磨耗形式、分布区域及磨耗速率的演变规律。通过正线运行动力学测试,对两种车型镟轮前后的运行平稳性和稳定性进行了对比研究。研究结果表明,镟后6万公里前,轴箱内置车辆的车轮踏面磨耗小于轴箱外置车辆,镟后里程达到10万公里以上时,两种车型的磨耗量相当。轴箱外置车辆的运行平稳性和稳定性优于轴箱内置车辆,同时对轮轨状态的适应性更好。基于两种车型的车辆结构特征及其与动力学性能的相关分析,揭示了两种车型车轮磨耗和动力学性能差异的内在机理,明确了两种车型的动力学特性,并提出了两种车型的优化设计建议。     

曲线轨道参数对直线电动机地铁车辆曲线通过性能的影响

基于铁道车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑轮轨力、直线电动机感应线圈和感应板之间电磁力两种耦合关系的地铁车辆-板式轨道耦合系统动力学模型。模型包括车辆子系统、板式轨道子系统和直线电动机子系统三个部分。运用该动力学模型,研究曲线参数对车辆曲线通过性能的影响。分析结果表明:曲线半径、外轨超高和行车速度共同影响车辆曲线通过性能,车辆曲线通过为平衡状态时,整体曲线通过性能达到最佳;基于安全性的角度,应尽量避免车辆曲线通过处于欠超高状态;轨距加宽处于合理的范围可以提高车辆的曲线通过性能。     

轿车稳定杆连接杆布置位置对整车操稳性能的影响研究

针对横向稳定杆连接杆布置位置会影响整车操稳性能的问题,对两种布置方案(布置在主销前侧、主销后侧)从空间力学角度进行了受力分析。提出了稳定杆连接杆布置在主销后侧会增大悬架侧倾转向系数,从而有利于整车不足转向的方案,并在ADAMS中建立了带有非线性稳定杆的悬架、整车装配模型,通过悬架KC仿真,对稳定杆影响比较大的悬架侧倾转向系数、侧倾角刚度等指标进行了分析;通过整车稳态回转工况仿真,就两种布置方案对整车性能的影响进行了分析。研究结果表明:横向稳定杆连接杆布置在主销后侧,整车不足转向度会增加20.59%,车辆稳定性变好;但同时整车侧倾梯度也会增加2.24%,车辆安全性变差。     

考虑构架柔性的高速车辆曲线通过性能研究

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型。分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性。计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异。仿真表明,一定程度增大曲线半径、提高曲线超高、增加曲线长度有利于提高曲线通过的安全性,并且刚柔耦合模型比多刚体模型有更好的曲线通过性能,建议分析曲线通过性能时考虑构架柔性因素。     

[轨道交通运维技术]中低速磁浮线路智能养护技术及装备

为研究中低速磁浮交通系统线路智能养护技术及装备,调研了中低速磁浮的特殊线路设备,分析了轨道平顺性指标对磁浮列车的影响,并结合已投入运营的线路运维情况,提出了线路养护的重点内容及周期。基于调研和分析的结论,针对性地提出了磁浮线路智能巡检车、F轨综合作业车、特种作业平台车、智能运维管理系统等磁浮线路智能化养护系列定制装备和系统方案,该自动化、智能化方案能有效提高中低速磁浮线路养护的作业效率,降低人工成本,提高安全性。