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.     

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．     

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.     

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.     

基于多质点模型的动车组精准停车自适应控制

精准停车是列车自动驾驶系统的关键技术之一, 有助于提高乘客上下车效率, 降低列车停站晚点风险. 本文针对动车组精准停车问题, 建立动车组多质点非线性动力学模型, 处理各节车厢因随机且未知的乘车人数分配不同的制动力. 在此模型的基础上, 利用动车组运行过程中的状态偏差, 设计自适应控制器. 针对模型动态非线性和参数的未知性, 设计参数的估计律, 对参数值进行实时估计. 根据输入–输出稳定性理论, 通过构建含参数估计误差的Lyapunov函数, 证明自适应控制算法的渐近稳定性. 仿真结果表明: 基于动车组多质点模型, 参数自适应控制器分配不同的控制输入给复合控制单元进行协调制动. 该控制方法在实现动车组平稳运行的同时, 使得停车误差在±5 cm以内.     

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。     

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...     

汽车操纵稳定性稳态响应参数的单位与量纲

针对表征汽车操纵稳定性状态的稳定性因数等参数的单位规定比较混乱的现状,根据角度物理量有单位但无量纲的特点,在轮胎侧偏刚度取两种不同单位的情况下,对汽车转向稳态响应的稳定性因数及稳态横摆角速度增益等重要参数的单位及量纲进行了全面分析.     

ONTRAC智能型多转电动执行机构

在介绍ONTRAC智能型多转电动执行机构的主要总体结构和特点的基础上,说明了该执行机构性能全面、技术先进、结构简单、适应性强的特点,因而具有广阔的应用前景和发展空间。     

高寒地区高铁运用安全冗余及其转向架优配解决方案

为解决高寒地区高铁运用安全冗余问题,应用基于抗蛇行频带吸能机制的稳定新理论提出转向架优配方案．针对三大扰动或摄动影响,即蛇行振荡参振质量摄动、抗蛇行减振器性能摄动以及风荷侧向扰动,该转向架优配方案合理挖掘欧系车辆技术优势,因此高速列车具有十分理想的稳定鲁棒性能,经济时速可以达到350～380km／h．考虑到SACHS抗蛇行减振器的技术可靠性,高寒车最佳商业速度不得不降至300km／h．尽管如此,高寒车的运用必须是个积极稳健的推进过程,即由200km／h逐步提速,最终达到300km／h运用．     

安全关键软件的防危性测评技术研究

为了评估安全关键软件的防危性,该文在分析软件可靠性与防危性异同的基础上,建立了相应的防危性评估指标,同时研究了传统统计测试方法确定所需防危性测试用例数的局限性。紧接着,使用贝叶斯函数动态地表示软件失效率的密度函数,提出了一种增量记忆型的防危性测试方法,该方法可根据软件出现失效时间的早晚及次数动态地确定所需测试用例数的增量,达到了改进传统测试方法局限性的目的,使安全关键软件测试失效后可经受更严格的测试,同时减小了测试工作量,为证明该方法的合理性、有效性,使用了大量例证。最后,就该领域内的相关工作及发展方向进行了展望。     

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...     

城际动车组制动系统空重车调整阀性能仿真

为验证城际动车组制动系统用空重车调整阀产品设计的合理性,缩短开发周期,用AMESim创建空重车调整阀仿真模型,并在此基础上搭建简化的测试气路模型.分析反馈室容积、节流孔孔径大小和进出口环境等关键因素对空重车调整阀动态性能的影响,得到的设计尺寸范围与实际情况相符.结果可以为气动阀类产品的设计优化提供参考.     

改进的J-M模型及其在软件安全性评估中的应用

分析了软件可靠性和安全性之间的关系;针对安全软件测试剖面和操作剖面有不同的故障检测率,以及软件故障剔除时有引入新故障的可能,通过改变Jelinski-Moranda(J-M)可靠性模型相关假设及参数,提出了一个既能描述安全软件测试剖面与操作剖面不同,又能描述故障引入率的软件安全性评估模型;并给出了该安全性评估模型的性能度量.最后,对同一组铁路信号控制安全软件的失效数据进行分析,结果表明改进后的J-M评估模型比原J-M模型有着更好的拟合能力和预测能力.