跨座式单轨交通系统标准体系构建

标准体系是推进跨座式单轨交通系统产业发展的重要手段。本文分析了跨座式单轨交通系统技术概况、发展现状,结合产业特点和现有标准体系提出了跨座式单轨交通系统标准体系,以期为跨座式单轨交通系统行业发展提供借鉴与参考。     

跨座式单轨轨检小车关键参数动态优化研究

介绍了跨座式单轨轨检小车的结构组成,定义了轨检小车动力学计算评价指标.为了使其满足对跨座式单轨线路的检测要求,建立了轨检小车系统动力学仿真模型,根据评价指标,利用数值仿真技术,进行了动力学仿真优化计算,获得了最优动力学参数,在理论上保证了轨检小车的检测精度.参数优化结果为:单轨梁导向轨面施加于导向轮的预压力应大于0.6...     

重庆市跨座式单轨交通系统动力试验研究

针对重庆轻轨实施详细的动力试验.测试轨道梁和墩的固有振动特性;测试轨道梁和墩在试验列车以不同速度行车、制动工况下的应变、位移、加速度动力响应,并进行了列车行车舒适性试验.在实测结果的基础上分析各工况下轨道梁和墩应变、位移及加速度的最大动力响应结果,并分析动力响应值及其动力系数与行车速度的关系.对比分析动力试验结果及理论计算结果,并参照铁路桥梁相关检定规范,结果表明轨道梁系统具有良好的结构强度和刚度,动力性能良好,单轨列车则具有良好行车舒适性.此外针对轨道梁的固有振动频率讨论其安全限值问题.试验及分析结果为该类型轨道交通系统的设计、检测评定及相应规范或标准的制定提供重要的基础资料.     

考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象,综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励,建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型,基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应,并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件;进而,建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型,借助直接边界元法对齿轮箱辐射噪声进行预估,得到箱体表面声压与场点声压值;而后,搭建跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声测试试验台,开展振动响应与辐射噪声测试。研究结果表明,箱体动态响应频域曲线的峰值及箱体表面声压最大值均出现在齿轮副的啮合频率及其倍频处;仿真所得的箱体振动加速度、外声场点辐射噪声与齿轮箱振动噪声试验台实测结果吻合良好,验证振动噪声预估方法的合理性。     

考虑啮入冲击激励的跨座式单轨牵引齿轮箱振动噪声预估与试验研究

以跨座式单轨牵引齿轮箱为研究对象,综合考虑驱动电机扭矩波动引起的外部动态激励和啮入冲击激励、刚度激励、误差激励等内部动态激励,建立跨座式单轨牵引齿轮箱动力学有限元分析模型,基于模态叠加法求解齿轮箱振动模态与振动响应,并提取箱体外表面振动位移作为噪声预估边界条件;进而,建立单轨牵引齿轮箱声学边界元分析模型,借助直接边界元...     

曲线半径对跨座式单轨车桥耦合系统振动影响

为探究轨道梁的曲线半径对跨座式单轨车桥耦合系统振动的影响,基于拉格朗日动力学方程式,在考虑柔性轨道梁的情况下,采用UM建立跨座式单轨的车桥耦合系统。研究通过设置固定曲线超高率,改变轨道梁曲线半径和行车速度来分析不同曲线半径的轨道梁对单轨车桥耦合系统的影响。分析结果发现：100 m曲线半径的轨道梁,其竖向振动位移和车体质心竖向位移对车辆速度的变化较敏感,稳定轮和导向轮在大超高率和速度变化较大时,左右侧轮胎径向力出现较大差异,将使轮胎磨损,并且车辆通过性差。曲线半径为200 m～300 m时,轨道梁和车体的振动幅值变化小,导向轮与稳定轮两侧受力均衡,10%超高设置适中。当曲线半径更大时,在固定超高情况下,车体离心力减小,车体出现内倾趋势,两侧稳定轮和导向轮的径向力出现明显差异,车辆长期行驶在此工况下也会导致两侧轮胎磨损不均。综合分析,曲线超高随曲线半径的增大而减小,可使车辆具有良好的通过性。     

蓄电池式跨座单轨工程车动力系统设计及应用

文章以蓄电池式跨座单轨工程车为载体,介绍了蓄电池式工程车动力系统的设计及应用情况.车辆采用新能源蓄电池-液驱作为车辆动力系统,具有低噪音、零排放的特点.文中主要讲述了车辆动力计算、牵引特性曲线,以及车辆相关试验情况.验证了车辆动力系统的可靠性,满足车辆动力需求.     

轨道梁特性对磁浮车轨相互作用研究

为缓解磁浮系统车轨耦合振动,目前往往采用增大轨道梁质量的方法来降低车轨系统耦合所带来的不利影响,但在研究过程中却忽略轨道梁刚度及车辆运行速度的变化对车桥振动的影响。为此,该文首先介绍磁浮轨道梁结构、特性要求以及车轨相互作用方式;然后采用车辆轨道垂向耦合动力学模型,仿真分析轨道梁刚度和车辆运行速度对磁浮车辆与轨道之间相互作用的影响。研究表明:轨道梁刚度对车轨振动响应影响较大,同时车速的影响也不能忽略。为以后轨道梁设计、安装及分析磁浮车轨相互作用提供一定的参考价值。     

多跨简支曲线轨道折线梁桥空间振动分析模型

提出了一种多跨简支曲线轨道折线梁桥的空间振动分析模型,采用20自由度的梁段单元,可方便考虑T型梁横向与竖向弯曲、自由扭转、约束扭转等变形,选取正交流动坐标,建立了曲线轨道折线梁桥的动力特性矩阵,特别适用于曲线轨道折线梁桥与列车的空间振动分析.在实例研究中,计算了提速列车通过32m曲线轨道折线梁桥时的空间振动响应,并检算该桥是否具有足够的刚度及良好的运营平稳性,可供有关部门参考.     

单轨车轨道部件的瞬态动力学分析

单轨车轨道部件是单轨车系统中最为重要的组成部分,它的正常工作是单轨车安全运行的保障.利用ANSYS的Workbench平台,对轨道部件与销轮部件的工作过程进行了瞬态动力学分析.在分析过程中运用Workbench平台特有的设置功能,将销轮部件设置为刚体,而轨道部件设置为弹性体,并对啮合过程进行了刚柔耦合的动态分析,既避免由简化引起的结果误差,又缩短了计算时间.通过分析得到了啮合过程中销轮部件对轨道钢体、齿条及其焊缝近接触面两侧的4种不同工况下的等效应力和安全系数的时间历程及其分布云图.分析结果可为焊缝工艺设计提供理论依据,为轨道部件的优化设计和疲劳校核奠定基础,为轨道部件的实际应用提供指导意见.     

基于广义多项式混沌的跨座式单轨车辆随机平稳性分析

借助参数化UM(universal mechanism)仿真模型,考虑车辆载重、悬挂参数和轮轨参数的随机性,建立某型跨座式单轨车辆的随机平稳性模型.然后,在有限试验设计样本数限制下,以最佳近似精度为目标,结合低阶交互截断、最小角回归、最小二乘法和留一法交叉验证等实现广义多项式混沌(generalized polynom...     

移动荷载作用下轨道基础刚度突变对轨道振动的影响

通过建立移动荷载作用下具有基础弹性刚度突变连续梁的振动微分方程，得到了梁的变形解析表达式。利用该解析解和叠加原理，以车辆通过铁路轨道为例，研究了轨道基础弹性突变对轨道振动的影响。分析了单轮对和一台TGV高速动车通过五种轨道刚度比时的轨道动力响应。计算表明，基础弹性突变对梁的振动有较大影响，其影响随着移动荷载速度的增加而增加。     

高速列车悬挂系统连续混合控制策略的设计与仿真分析

在传统开关型半主动控制方法的基础上,提出了一种线性连续型天棚-加速度阻尼(skyhook-acceleration driven damping,SH-ADD)控制算法,用于提高半主动悬架在中高频区域内的控制效果。以国内某型高速动车组列车为原型,建立了两自由度1/4车横向动力学模型,用于设计改进的线性连续型SH-ADD半主动控制策略。以乘坐舒适性为控制目标,分别采用单频谐波激励和宽频轨道不平顺激励进行仿真,对不同控制策略作用下的系统振动特性进行对比分析。采用整车模型对控制算法进行了舒适度验证。研究结果表明:相比改进前的控制策略,新型半主动控制策略在高频范围内的振动控制效果更好。     

运行列车引起地面振动的理论模型及振动特性分析

根据车辆动力学、轨道动力学及地基土振动Green函数,建立了列车-轨道-地基土相互作用理论分析模型.该模型不仅考虑了车辆自身的振动,而且考虑了由轴重荷载组成的准静态激励力和单一波长轨道不平顺引起的轮轨问动态激励力.列车模型、轨道模型和地基土模型之间分别通过轮对-钢轨之间的Hertz接触和轨枕-地基土的动力平衡关系进行耦合.根据该模型通过-算例对地面的振动特性进行了分析,并通过移动的单位常力荷载和单位简谐荷载作用下的地面振动分析了车速和地基土特性的影响.计算结果表明,运行列车引起的地面振动特性与荷载移动速度和地基土特性紧密相关,列车移动速度线和地基土频散曲线的相交频率是引起地面振动放大的一种共振频率;运行列车存在临界速度,且临界速度接近地基土模型中的最小表面波波速;轮轨接触表面不平顺引起的动激励力振源对地面振动的高频成分产生较大的影响.     

体外预应力连续梁振动特征的分析与研究

Ayaho Miyamoto推导双折线体外预应力简支梁固有频率、熊学玉等对其给出的公式进行修正和扩充,但其公式仅适用于简支梁。本文以两跨单（双）折线体外预应力梁为例,采用整体分析和拉普拉斯变换方法,研究了体外预应力连续梁的横向振动,推导出了频率方程和振型函数的解析表达式,推导过程适用于各种跨度的连续梁固有频率的计算。实测结果与公式计算误差为-2.8%,吻合较好,有利于指导实际工程     

流冰撞击力作用下列车–简支梁桥耦合振动分析

建立撞击荷载作用下列车‐桥梁系统动力分析模型,将现场实测的流冰撞击力时程作为系统的撞击荷载。通过计算机仿真分析,对流冰撞击作用下高速铁路桥梁的动力响应及其对桥上列车运行安全的影响进行研究。采用自编程序模拟列车过桥的全过程,计算分析7 m×24 m简支箱梁桥在流冰撞击力作用下动力响应及桥上高速列车的动力响应。计算结果表明,在实测流冰撞击力作用下,桥梁横向加速度以及车辆脱轨系数和轮重减载率等行车安全指标在列车速度250 km/h以上时超过容许值,说明流冰撞击作用对车桥系统耦合振动响应具有较大的影响。     

Dynamic stiffness vibration analysis using a high‐order beam model

This work presents the derivation of the exact dynamic stiffness matrix for a high‐order beam element. The terms are found directly from the solutions of the differential equations that describe the deformations of the cross‐section according to the high‐order theory, which include cubic variation of the axial displacements over the cross‐section of the beam. The model has six degrees of freedom at the two ends, one transverse displacement and two rotations, and the end forces are a shear force and two end moments. Using the dynamic stiffness matrix exact vibration frequencies for beams with various combinations of boundary conditions are tabulated and compared with results from the Bernoulli–Euler and Timoshenko beam models. Copyright © 2003 John Wiley & Sons, Ltd.     

具有简支梁式易损部件的产品包装系统跌落冲击研究

摘要:针对易损部件为简支梁式结构,建立了此易损件与产品主体耦合的非线性动力学模型;运用差分方法,设计了该模型的求解算法。算例表明：简支梁易损部件的加速度随梁的长度方向变化显著,梁的中点处应力最大,简支梁的中间位置的最大应力是否超过弹性部件的比例极限成为产品失效的一个有效标准。若不考虑易损零件作用,会得出错误的结论。     

铁路新型钢-混凝土组合桁架桥在列车作用下的动力响应分析

对一种由三角形桁架和混凝土槽形板组成的铁路新型钢－混凝土组合桁架桥建立了车－桥动力相互作用空间分析模型,它由车辆模型和有限元桥梁模型组合而成,以轨道不平顺作为系统的自激激励源。以西安－平凉铁路上的马屋泾河特大桥主桥为工程背景,对这种新型钢-混组合结构的车桥耦合振动进行了动力仿真分析。对桥梁在重载货车、中速客车、高速客车等不同列车荷载工况下的动力响应进行了数值计算,并对桥上车辆的走行性能进行了评价。计算结果表明：该桥式方案能够满足三种类型列车在不同等级车速范围内安全、舒适的运行,可广泛用于我国货运、普通客运及高速铁路     

旋转柔性梁的动力学建模及分析

基于一次近似理论，采用弧坐标分量和Cartesian坐标分量共同描述柔性梁的变形场，并采用Green应变张量描述应变能，用Hamilton原理建立系统动力学方程。揭示产生动力刚化现象的力学本质。采用有限元方法进行离散，基于数值实验系统地研究旋转柔性梁的动力刚化现象。计算表明，旋转柔性梁的横向固有频率随旋转角速度和中心刚体半径的增大而增大．从而只存在一阶临界转速，且当中心刚体半径超过临界半径时．不存在临界转速。