一系定位刚度对转向架群配置高速货运动车组车辆动力学性能影响研究

为了提高我国铁路对大型、重型、贵重货物的快捷高效运输能力,中车唐山机车车辆有限公司研发了转向架群配置的高速货运动车组.基于多体系统动力学理论,建立了转向架群配置的高速货运动车组车辆系统动力学模型,确定了转向架群配置高速货运动车组车辆的非线性临界速度,研究了一系定位刚度对车辆运行非线性临界速度的影响;同时,利用建立的模型研究了一系定位刚度对车辆运行安全性指标以及平稳性指标的影响.研究结果表明,非线性临界速度随着一系纵向定位刚度的增加先增大后减小,而随着一系横向定位刚度的增加整体呈现减小趋势;车辆横向运行平稳性指标随着一系纵向定位刚度的增加有所增加,而垂向平稳性指标基本保持不变;一系横向定位刚度对车辆运行平稳性指标影响不明显.     

基于SIMPACK研究空簧故障对列车动力学性能影响

基于SIMPACK建立我国某高速动车组动力学模型,研究空簧失效对车辆动力学性能影响.结果表明:空簧失效对车辆稳定性影响不明显,对平稳性和舒适性有显著影响.舒适性受空簧失气影响最严重,垂向平稳性受其影响比横向平稳性严重.横向平稳性指标最大增加率为 35.2%,垂向平稳性指标最大增加率为48.6%,舒适性指标已达到极差等级(指标最大增加率为456%).空簧失气对安全性指标也有所影响,对脱轨系数影响相对较小.     

基于动力学与控制统一模型的蛇形机器人速度跟踪控制方法研究

对带有被动轮的蛇形机器人进行速度跟踪控制时,利用传统的动力学建模方法得到的动力学方程复杂且不利于控制器的设计. 本文基于微分几何的方法将带有被动轮的蛇形机器人动力学投影到速度分布空间中, 得到了动力学与控制统一模型, 更有利于速度跟踪控制器的设计. 考虑到蛇形机器人在进行速度跟踪时容易出现奇异位形, 提出增加头部扰动速度的方法. 基于头部扰动速度和统一模型, 提出避免奇异位形的速度跟踪控制方法, 最后通过逆向动力学得到控制力矩. 文中对速度跟踪控制进行了数值仿真和实验验证. 仿真和实验结果表明, 提出的速度跟踪控制方法能够跟踪想要方向的速度, 并且在跟踪过程中可以有效地避免奇异位形.     

轮轨匹配对高速列车动力学性能的影响

比较国内LMA,S1002G,XP55和LM等4种踏面与标准钢轨CHN60匹配的接触几何特征,通过SIMPACK建立高速动车组拖车模型,分析不同的轮轨匹配对高速列车动力学性能的影响．重力刚度小的踏面对中性差．容易产生低频大幅蛇行运动;重力刚度大的踏面对中性好,容易产生高频小幅蛇行运动．若踏面等效重力刚度在小横移量时存在“凹槽”,车辆系统在特定悬挂参数下将出现超临界分岔;踏面等效重力刚度随轮对横移缓慢增大,车辆系统将出现亚临界分岔．超临界分岔有利于对车辆的安全平稳状态进行实时监控;亚临界分岔车辆的安全平稳性不可预测、不可控制．大锥度踏面有利于抑制车体的1阶蛇行共振．     

不同线路条件对车辆动力学性能的影响

为探查不同曲线半径和线路激励对车辆动力学性能的影响,应用动力学方法建立车辆-轨道系统动力学模型,计算各动力学评价指标的变化情况.研究结果表明:增加曲线半径有利于增加车辆通过曲线的安全性;车辆经过曲线线路连接处时脱轨概率较大,可重点考虑曲线线路连接位置车辆的运行状态;适当增大曲线半径可以减少轮轨间磨耗,有效降低车轮与轨道的磨耗速度;轨道激励变化对车辆临界速度的影响较大,可根据实际运行工况计算最佳临界速度范围.     

失效区域紧致性对适应性随机测试的性能影响

适应性随机测试是一种增强的随机测试方法.已有的研究发现:失效区域的紧致程度是影响适应性随机测试性能的几个基本因素之一,并仅在失效区域为长方形的情形下验证了上述猜想.采用仿真实验的方法进一步研究失效区域的紧致程度与适应性随机测试的性能之间的精确关系.研究了几种基本规则形状的和不规则形状的失效区域.实验结果表明:适应性随机测试方法的性能随着失效区域的紧致程度的增强而提高.该研究进一步地揭示了适应性随机测试优于随机测试的基本条件.     

柔性轮对结构振动对车辆动力学性能的影响

为研究轮对柔性对车辆动力学的影响,建立高速列车轮对的有限元模型,对轮对进行自由模态分析.通过模态综合法获取柔性轮对模态信息,应用多体系统动力学理论建立柔性轮对-刚性轨道接触力学模型;建立包含高速旋转柔性轮对的车辆-轨道耦合动力学模型,研究高速列车在直线和曲线通过时轮对结构振动对车辆动力学性能的影响.结果表明:轮对的结构振动对轮轨接触点位置、蠕滑率、蠕滑力和脱轨因数等均产生较明显的影响,但是对轮重减载率影响较小,因此应采用更加精确的柔性轮轨耦合模型研究轮轨相互作用、轮轨滚动接触疲劳和轮轨噪声等.     

动车组明线运行速度提高对空调工作的影响

为研究列车运行速度提高对空调工作的影响,采用三维定常不可压缩k-ε湍流模型,对不同运行速度下4辆编组的某新型动车组明线运行的空气动力学特性进行仿真,分析在不同运行速度下客室和司机室的空调冷凝器进、出口表面压力变化规律,预测冷凝风机通风量随列车运行速度提高的变化规律。计算结果表明:随着运行速度的提高,动车组车体表面和冷凝器进出口表面压力逐渐降低,冷凝器进、出口压差基本呈降低趋势,头车司机室和客室的前通风机通风量逐渐降低,尾车司机室和客室的后通风机压差为负且绝对值逐渐增大,说明通风机通风量逐渐提高。     

抗混叠滤波器对ECT系统性能的影响

抗混叠滤波器已经广泛应用于电子仪器中。滤波器的截止频率和谐振系数是设计的两个主要参数,而另一个重要的参数,即动态响应的瞬态过程也需要考虑。然而,影响ECT系统数据采集速率的一个重要因素就是滤波器的时间延迟。因此,讨论了抗混叠滤波器的设计。通过理论分析、仿真和实验研究了LPF的阶跃响应,分别讨论了谐振因子、元件参数和LPF阶数对时延的影响,设计并测试了四阶抗混叠滤波器。实验结果表明：改进后的滤波器拥有更快的响应速度和较短的稳定时间。     

割点失效对复杂网络可控性的影响

信息物理系统个体间的相互作用能够应用复杂网络描述,复杂网络中的某些节点遭到攻击或破坏会造成网络故障,导致整个网络系统不受控.割点是网络中的一类关键节点,受攻击或故障后将导致网络连接断开,在保证网络连通性方面发挥着重要作用,但割点失效对网络可控性的影响尚不清楚.鉴于此,给出复杂网络中割点失效的可控性模型,研究割点失效对可控性的影响,同时选取节点的随机失效和以度为依据的蓄意攻击作为对比.研究发现:随机失效对可控性的影响较小,割点失效和蓄意攻击对可控性的影响较大;平均度较低时割点失效和蓄意攻击对可控性影响基本相同,但平均度增大后,割点失效比蓄意攻击对可控性的影响更大;另外,平均度的增加能够提高网络对割点失效的控制鲁棒性.     

基于Isight的电动汽车动力性燃油经济性优化

针对电动汽车动力性与燃油经济性优化目标矛盾的问题,基于Isight软件集成的第二代非劣排序遗传算法(NSGA-II)算法用MATLAB软件编写程序,采用Isight直接集成MATLAB程序并进行多目标优化.优化结果表明:基于Isight软件自带的NSGA-II算法,可明显改善电动汽车动力性、经济性.     

基于车载网络的标准化动车组单车试验装置设计

针对标准化动车组单车调试过程中各工序试验工装之间缺乏协同性、调试效率低的问题,设计了一种单车试验装置。该装置以车载通信网络为基础,可与数字化调试平台及其他智能化工装设备之间进行数据交互,实现动车组单车试验的系统化与智能化。文中介绍了装置的总体功能,并对硬件结构和软件功能实现进行了详细描述。现场测试结果表明：该装置能够满足标准化动车组单车调试要求,可有效地优化调试工艺流程,在减少调试工人数量投入的同时,可大大缩短动车组生产周期、降低运营成本、提高生产效率和质量。     

考虑时延速度差和限速信息的智能网联车跟驰模型

针对由于驾驶员对于道路限速和时延信息获取的不确定性而引起的跟驰行为受扰和交通流失稳等问题,提出了一种车联网（IoV）环境下考虑时延速度差和限速信息的跟驰模型TD-VDVL。首先,引入时延导致的速度变化量和道路限速信息对全速差（FVD）模型进行改进;然后,利用线性谱波微扰法推导出TD-VDVL模型的交通流稳定性判断依据,并分析模型中各参数对系统稳定性的影响;最后,利用Matlab进行数值仿真实验与对比分析。仿真实验中,分别选取在笔直道路和环形道路,给行驶过程中的车队施加轻微扰动。当条件一致时,TD-VDVL模型比优化速度（OV）、FVD模型中车队的速度波动率和车头间距起伏均小,尤其是当限速信息的敏感系数取0.3、时延速度差的敏感系数取0.3时,所提模型的车队速度平均波动率在时间500 s时可以达到2.35%,车头间距波峰波谷差仅为0.019 4 m。实验结果表明,TD-VDVL模型在引入时延速差和限速信息后,具备更优的稳定区域,能够明显增强跟驰车队吸收扰动的能力。     

Effects of speed, load and damping on the dynamic response of railway bridges and vehicles

In this paper, the effects of various parameters influencing the dynamic response of railway bridges are investigated. A versatile and computationally efficient numerical model was developed for this purpose. The model incorporates three-dimensional multi-body train and finite element bridge subsystems. The corresponding equations of motion are integrated numerically by applying the Newmark’s method combined with a modified Newton-Raphson iterative procedure. The model was verified by comparisons with analytical and numerical solutions available in the literature and good agreement was found. A parametric analysis was carried out to establish the key variables influencing the dynamic response of railway bridges. The speed of the train, train-to-bridge frequency, mass and span ratios, as well as bridge damping were identified as significant variables. Vehicle damping was found to have negligible influence on bridge response. Particularly strong dynamic amplification was found for train with shortly and regularly spaced axles travelling at the critical speeds. Other general conclusions were drawn on the basis of the parametric study.     

基于单亲遗传算法混合动态规划的电动汽车充电调度优化策略

充电调度是电动汽车运营的一个重要内容,合理有效的充电策略在帮助运营商降低成本的同时还能减轻电网高峰时段的供电负担。从充电站运营商的角度出发,在实时电价和每个充电任务时间必须连续的假设下,建立了一个电动汽车充电成本最小模型,给出一个单亲遗传算法混合动态规划的两阶段常规充电调度算法。与电桩一旦闲置即刻分配车辆进行充电的策略以及传统单亲遗传算法相比较,该充电调度策略在电桩负载均衡的情况下有效降低了电费成本,说明了算法的有效性。此外,实验结果表现出了充电任务在多数相同时段聚集从而避开高电价时段的特征,说明充电策略对减轻高峰时段的电网压力也有一定帮助。     

Impact of a transmission facility link failure on dynamic call routing circuit-switched networks under various circuit layout policies

A major transmission facility failure such as a fiber cut can significantly deteriorate the performance of a network by affecting multiple trunk groups in the network. To improve network performance various restoration options (pre-planned or real-time) in the traffic and/or the transmission facility network can be addressed. In this paper, we address the implication of various pre-planned circuit layout policies (based on trunk group diversity) on dynamic routing circuit-switched networks in the event of a failure. Using a network based on realistic data, we give results on comparative network performance under different circuit layout policies and on the effect of a failure depending on the time of the day it occurs. We observe that in the event of a failure, a network with trunk group diversity provides load balancing in terms of pairwise blocking and avoids isolation of traffic pairs compared to a network without trunk group diversity. However, in some instances, the overall network blocking may not be lower in a network with trunk group diversity compared to a network without trunk group diversity.     

250km/h卧车动车组间壁T形单元和弹性组件研发

为降低轮轨激励和气动载荷对250 km/h卧车动车组(Electric Multiple Unit,EMU)乘坐舒适性的影响,研发间壁T形单元和弹性组件,分析车体载荷工况,确定引起车体气动变形最大的载荷.利用三维仿真建模计算车体气动变形;以车体气动变形为边界条件,计算出车体与间壁T形单元固结时的节点反力;以节点反力为设...     

一种基于软硬件协同的程序安全关键数据动态保护机制

针对内存和片外总线可能遭受的物理攻击,为保护内存数据安全,提出了一种基于软硬件协同的程序安全关键数据动态保护机制,提取用户定义的安全关键数据放置于安全区域,并且采用动态完整性验证的方式来判断其是否遭到篡改。与传统的程序内存数据保护机制相比,该机制具备能够预防基于硬件及软件的攻击、节约片上和片外存储空间、完整性运算量小、安全效能高等优点。     

巴西圆盘劈裂破坏的近场动力学建模与分析

基于非局部近场动力学（Peridynamics,PD）理论,对含预置裂纹的混凝土巴西圆盘劈裂破坏问题进行建模分析.将结构离散为包含混凝土材料信息的粒子,引入动态松弛、分级加载和失衡力守恒等粒子系统数值算法,构建可以自然模拟脆性裂纹扩展的PD算法体系.对含不同角度单预置中心裂纹巴西圆盘的裂纹扩展过程进行数值模拟,所得结果与试验结果吻合较好,验证所提出的模型和算法正确.进一步采用该方法模拟双预置裂纹巴西圆盘劈裂破坏过程中的裂纹扩展、交汇、贯通过程,通过将所得模拟结果与试验结果进行比较分析,探究该方法处理多裂纹扩展问题的可行性.     

CRH2动车组空气制动系统FD-1型中继阀节流孔优化

为研究节流孔孔径大小对中继阀性能的影响并对其进行优化,根据中继阀的结构工作原理,采用AMESim创建CRH 2动车组(Electric Multiple Unit,EMU)FD-1型中继阀仿真模型,并在此基础上搭建简化的CRH 2动车组空气制动系统模型.分析节流孔孔径对增压缸内气体压强和温度、进气阀门振荡以及制动气缸压...