高速列车轮对横移量图像检测方法研究

针对高速列车运行过程中轮对横移量的检测,提出基于图像处理的检测方法。该方法通过简化轮轨接触结构,建立轮轨偏移测量模型,从而对获取的高速列车运行时轮轨图像数据进行处理。采用图像预处理技术对原始图像进行降噪和锐化;通过边缘检测算子检测钢轨的边缘分布,并采用分段模型实现对钢轨的拟合;统计每帧图像的钢轨位置信息并计算相对差值。仿真分析结果表明：通过图像处理得到的轮对横移量可以精确到1个像素差。     

高速列车轮对磨耗统计规律及预测模型

为研究我国高速列车轮对踏面磨耗规律,对某线路服役高速动车组进行跟踪测试,记录其镟轮周期内的踏面磨耗量,并基于对磨耗统计特征的两次拟合提出轮对型面磨耗预测函数模型。对某高速线路实测型面磨耗量进行拟合,分别得到各走行里程下磨耗量关于型面位置的拟合函数;并进一步对各走行里程下的拟合函数系数进行二次拟合,得到磨耗量关于型面位置及走行里程的二元预测函数。在模型的预测精度与适用性验证时,对比相同走行里程下预测型面和实测型面在轮轨接触几何关系与车辆各关键部件加速度响应两方面结果。对比结果显示,提出的磨耗预测模型在轮轨接触点、等效锥度、轮轨作用力及车辆安全性等各方面均与线路实测结果具有很好的一致性。     

基于Tecnomatix的高速列车虚拟装配应用研究

介绍了高速列车虚拟装配的研究意义及所用到的软件环境,针对某型CRH高速列车总装,阐述了应用先进成熟的数字化制造软件Tecno-matix进行整车虚拟装配的解决方案,并在此基础上对整车装配的某一关键工序进行了具体研究验证,对于在机车制造行业中推广应用虚拟装配技术具有一定的借鉴意义。     

谈新型列车轮对轴承压装机设计

分析了原列车轮对轴承压装机液压系统设计中的不足之处,为了满足列车提速后运行的可靠性要求,对原设计方案进行技术改造,设计了新型轮对轴承压装机液压系统。     

高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响

为研究高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响,建立了车辆动力学仿真计算模型,并通过改变其轮对质量在原始值70%~130%范围内变化,得到对应的动力学指标,以揭示轮对质量对车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在轮对原始质量附近,随着轮对质量的增加,车辆的临界速度明显降低;车辆的平稳性指标及轮轨垂向力、轮轨磨耗功呈上升趋势;脱轨系数呈现先上升后下降的变化趋势;轮轴横向力和轮重减载率受轮对质量影响不明显。分析结果可以为今后更高性能高速动车组的设计提供一定的理论依据。     

人机工程研究在高速列车虚拟装配中的应用

为在职业伤害发生之前,应用人机工程学的理论和方法,分析出伤害发生的原因,利用DELMIA软件,分析评估了高速列车装配过程中制动管安装工序存在的人机工程问题,并验证了DELMIA仿真评估的可靠性,对存在不良人机工效的作业进行了分析,并提出了改善措施,还在虚拟的装配环境下,检验了改善方案的合理性。     

服役过程中高速列车动态损失定量分析方法

高速列车故障所导致的事故会造成很大的经济损失与社会影响,而现有的高速列车风险评估方法未能考虑列车服役过程中外界环境的时变特性.选择考虑多环境因素共同作用下的动态损失系数对静态值进行更新,建立适用于高速列车的运行风险定量评估方法.通过对与损失密切相关的典型环境因素进行分析,首先利用逻辑斯蒂分布构建不同环境因素对高速列车运...     

轮对旋转对高速列车气动性能的影响

转向架作为高速列车气动阻力的一个重要来源,其周围流场结构较为复杂。基于三维定常可压缩N-S方程和κ-ε两方程湍流模型,建立了高速列车空气动力学模型,采用有限体积法对时速为350 km/h的高速列车转向架空气动力学性能进行了数值模拟。研究了转向架周边流场结构和转向架阻力分布特性,结果表明:由于轮对的旋转,转向架轮对附近会产生较多的涡流,流场结构变得更复杂;考虑轮对旋转后转向架总阻力会有所增加,且分布规律也会发生一定的变化。     

DELMIA/DPE在高速列车数字化生产中的应用研究

某高速列车设计制造过程中,运用DEL-MIA/DPE软件平台完成列车数字化三维装配工艺规划.在实施工艺规划的过程中实现了对产品、工艺和资源的统一管理.通过对DPE二次开发输出定制工艺卡片,实现了装配工艺文件的自动、快速和准确生成.     

基于广义模块化高速列车轮对数字化设计

高速列车的轮对决定着整车品质,研究和探索轮对的现代设计方法具有重要意义。根据轮对结构特征和设计程序,提出基于广义模块化的数字化设计方法。文中介绍了广义模块化设计方法,详细论述了轮对设计流程和功能模块设计,系统功能模块划分为全局参数模块、结构设计模块和分析与校核模块,结构设计模块基于广义模块方法划分为踏面模块、车轮模块和车轴模块。采用面向对象的设计方法,开发轮对CAD设计平台,实现高速列车轮对的数字化设计。     

高速列车车轮型面多目标优化研究

对于动车组车轮磨耗引起的动力学性能降低问题,车轮型面优化是一个很好的解决方案。采用旋转压缩微调法（Rotary-scaling fine-tuning method,RSFT）进行型面生成;建立某型动车组车辆动力学模型,采用该模型计算相应的优化目标和约束条件;利用径向基神经网络-粒子群（Radial-based neural network-particle swarm optimization,RBF-PSO）算法优化出最优廓形。通过对比优化前后车轮型面的动力学性能和磨耗性能,可以发现：优化后车轮型面临界速度为424.6 km/h,增大10.2%;横向平稳性和垂向平稳性指标整体减小,同时提高了曲线通过时的安全性指标,脱轨系数、倾覆系数和轮轴横向力都进一步减小。优化后车轮型面接触点分布相对更加均匀,等效锥度减小。同时优化后车轮型面有效减小车轮磨耗深度,并减小了轮缘根部磨耗,车轮最大磨耗深度减小9.8%。     

基于GA-BP神经网络的列车轮对振动信号研究

轮对作为列车行驶的关键走行部件,对其故障的实时检测与精确诊断具有重要意义。通过小波包算法对轮对振动信号进行分解,提取轮对故障特征向量,以此作为输入参数,建立GA-BP诊断模型,采集振动信号样本对模型进行训练和测试。试验结果表明：GA-BP算法能够对轮对故障做出精确诊断。设计了轮对故障监测软件,实现了轮对信息监测的实时化与可视化。     

高速列车动力学参数的多目标抗风优化设计

为改善高速列车的抗风性能,基于车辆系统动力学和多目标优化理论,建立高速列车动力学参数的多目标优化设计方法,以轮重减载率和轮轴横向力为优化目标,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对高速列车的动力学参数进行自动寻优设计,分析优化设计变量与优化目标的相关性,并给出优化后的Pareto最优解。计算结果表明,通过优化高速列车的动力学参数,轮重减载率和轮轴横向力的数值最大可分别降低17.95%和10.26%,多目标优化可以显著改善高速列车的抗风性能。同时,对优化前后高速列车的其他动力学性能进行分析,以保证优化后的动力学参数在改善列车抗风性能的同时不会引起列车运行品质的严重恶化。     

基于VisVSA的高速列车车顶的装配偏差仿真分析CSCD

高速列车车顶的装配质量是影响车体总成制造质量的关键因素。利用三维公差分析软件Vis VSA对高速列车的车顶进行了装配偏差仿真分析。结果表明,车顶的高度的超差率不能满足原有公差设定下的要求。依据仿真分析结果对偏差贡献度较大的零部件公差进行修正,修正后的超差率明显减小,满足装配要求,在保证检测质量的前提下,可以有效提高生产效率。     

高速列车横向悬挂系统振动结构研究

研究了高速列车横向悬挂系统的振动结构。为了抑制列车横向振动,提高平稳性,分析了列车横向悬挂系统振动结构的主要矛盾和相互关系。采用Simulink仿真软件建立了17个自由度的列车横向悬挂系统车体模型,以加速度功率谱密度函数为依据,建立了关系函数,对横移、侧滚、摇头振动和前、后端转向架横向合成振动指标相互关系进行了分析。结果表明,列车在高速情况下,在最令人敏感的低频段,摇头振动是引起列车横向振动的主要因素;随着速度的提高,主要影响因素从摇头振动向横移和侧滚振动发生着量的变化。     

高速动车组轮对压装过程的仿真与分析

基于ABAQUS有限元仿真软件,对高速动车组轮对压装过程进行数值仿真,计算得到的压装力-压入距离曲线(压装曲线)与实验曲线较好地吻合,验证了轮对压装有限元模型的正确性。在此基础上,分析了压装过程中轮对等效应力的分布和变化特点,得到了等效应力极大值出现的时刻和位置;分析了轮对等效塑性应变的变化特点,发现塑性变形区集中在车轴引入段末端周围的小块区域中;计算了不同压装阶段下的车轮变形,得到了车轮轮毂孔、轮辐和轮辋的变形几何特征。文中建立的有限元模型为优化轮对压装工艺和改进轮对结构参数提供了理论依据。     

轮对扁疤对高速列车转向架振动特性的影响

为准确预测高速列车轮对擦伤对车辆性能的影响,基于车轨耦合动力学和非赫兹接触理论,对新旧两种轮对扁疤的几何外形进行数值描述,建立了考虑轮对扁疤的高速列车动力学模型,分析了轮对扁疤激扰对车辆走行部的影响。结果表明,旧扁疤对走行部冲击要大于新扁疤,随着扁疤尺寸的增大,走行部各部件受到的冲击载荷与振动加速度逐渐增大;随着速度增大,轮轨间垂向冲击先增大、后减少;当扁疤长度为10mm,速度为100km/h 时,轮轨垂向力达到最大值;随着速度增加,走行部簧下部件与簧上部件的振动特性差异不断加大。以轮轨垂向力为判断标准时,轮对扁疤尺寸应限制在30mm以内。     

高速列车本体半自动构建方法研究

目前高速列车本体多采用人工构建的方法,这种方法存在成本高、效率低且缺乏灵活性的不足。针对这种问题,提出了一种高速列车本体半自动构建方法,先使用分词工具Jieba对高速列车领域文档进行分词、去除停用词等预处理,然后使用TF-IDF、C-value等算法进行概念抽取,再使用层次聚类及Dice测度等算法挖掘领域层次关系及非层次关系,最后使用protégé工具构建结构化的OWL本体并进行可视化管理。通过高速列车本体半自动构建实例,实现概念及语义关系的自动获取,验证该方法的有效性及可行性。     

横风下高速列车流线型头型多目标气动优化设计

为改善高速列车的横风气动性能,建立高速列车流线型头型的多目标优化设计方法,以横风下高速列车的侧力和升力为优化目标,对高速列车流线型头型进行多目标自动优化设计。建立高速列车流线型头型的参数化模型,提取出5个优化设计变量,利用计算流体动力学方法进行高速列车流场计算,并结合多目标遗传算法,实现横风下高速列车流线型头型的自动寻优设计。通过相关性分析,得到影响侧力和升力的关键优化设计变量,并进一步研究关键优化设计变量和优化目标之间的非线性关系。经过多目标优化设计,获得一系列的Pareto最优头型,这些头型的横风气动性能均得到明显改善。同时为保证无风环境下高速列车的基本气动性能不发生恶化,最终筛选出8个Pareto最优头型。对于这8个Pareto最优头型,相对于原始头型来说,横风下的侧力最多可降低3.06%,横风下的升力最多可降低19.60%,无风时的气动阻力最多可降低4.51%,无风时的气动升力最多可降低9.68%。     

考虑质量、成本与资源利用率的再制造机床优化选配方法

针对再制造机床装配过程中存在的装配精度低,再制造资源利用率低以及生产成本高等问题,提出一种新的再制造机床综合优化选配方法,综合考虑装配精度、再制造资源利用率与成本,采用田口质量损失函数与剩余件成本函数,以封闭环尺寸链为约束条件,在保证装配精度及最小成本的目标下,建立综合选配模型,并给出基于粒子群遗传算法的模型求解过程,求解出再制造装配过程的最优选配方案,减少了再制造装配过程中的不确定因素,降低因选配方案不合理而带来的资源浪费,保证了装配产品的质量。最后,以废旧CAK6150机床主轴箱为例,对其主轴装配过程进行优化选配,最终验证了该方法不仅解决了再制造零件选配过程中精度低的问题,而且大大提高了选配过程的再制造资源利用率,降低企业成本。