基于仿真与实测的列车远场气动噪声分析

随着高速列车气动噪声诱发的铁路沿线噪声污染问题变得日益明显,需对高速铁路诱发的远场噪声特性进行研究。基于Lighthill声学理论,应用LES大涡模拟和FW-H声学模型对高速列车整车的气动噪声进行数值模拟,实测高速列车以300 km/h运行时的通过噪声,将仿真与实测进行对比分析。高速列车诱发的远场气动噪声是宽频带噪声,能量主要集中在200~1500 Hz的中低频带范围内。实测与仿真的噪声声压级频谱分析具有相似的变化趋势,但声压级数值不同;由于实测噪声数据不仅包括气动噪声,还包括轮轨、集电系统噪声等,所以实测数据普遍大于仿真结果。通过对比分析验证了仿真结果的科学性,为数值模拟方法研究高速列车气动噪声问题提供了科学依据。     

高速列车受电弓气动噪声分析与降噪研究

随着列车速度的大幅提升,气动噪声问题愈发凸显。受电弓噪声在整车噪声中占较高位置,为研究高速列车受电弓气动噪声特性,通过Lighthill声学理论的宽频噪声模型对高速列车气动噪声源进行识别,利用定常SST k-w湍流方法分析高速列车受电弓的流场特性;基于大涡模拟与FW-H声学比拟理论计算高速列车受电弓远场气动噪声。数值算例结果表明,受电弓部位的碳滑板、弓头为受电弓主要噪声源;以轨道中心线为对称线,远场气动噪声监测点的声压级及频谱特性表现出较高的对称性;在同一列车运行速度下,监测点声压级随离轨道中心线距离增大而减小,列车以不同速度运行时,其声压级降低的幅值相差较小;高速列车远场气动噪声为宽频噪声,主要能量集中在500Hz~5000Hz。提出一种射流降噪方法,在350km/h速度下,监测点总声压级值降低了15.2dB。     

复杂环境下高速列车动态行为数值仿真和运行安全域分析

简要介绍中国高速铁路网的发展规划.列举全世界高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故并分析其原因,将这些导致列车脱轨的因素定义为列车运行的复杂环境状态.综述复杂环境下列车安全运行的研究现状和建模方法.简要讨论几种传统的脱轨评价准则,并改进基于轮轨几何接触状态的脱轨评价准则.提出一种研究复杂环境下高速列车安全运行的...     

轮轨表面不平顺激光测量技术与设备开发

随着高速列车的快速发展,列车的安全性问题成为一个重要的研究课题。就轮轨系统运输而言,由于列车和轨道的剧烈挤压作用,引起轨道的不断变形。这种变形即轨道几何不平顺,轨道不平顺是引起列车振动,加剧钢轨摩擦和增大轮轨作用力的的根源,对乘客行车舒适度和安全性造成威胁,更是列车难以再次提高速度的重要因素。要解决这个问题,首先要精确地测量出钢轨表面的磨损情况,若能对钢轨表面磨损情况进行有效的检测和修复,可产生相当可观的社会效益和经济效益。     

高速列车振动监测数据的广义维数特征提取

为监测高速列车的运行状态,采用多重分形分析列车振动监测数据,提取一种基于多重分形理论的广义维数谱参数(谱最大值Dmax、谱最大值与最小值之差△D和谱均值-D),以3种广义维数谱参数作为特征量,实现对列车正常状态、空气弹簧失效、抗蛇行减振器失效和横向减振器失效状态的表征.实验结果表明,Dmax、△D和-D均能够表征高速列车的运行状态且具有一定稳定性,为高速列车运行状态的识别提供了一种有效的方法.     

铁路行车中的轮轨接触问题探讨研究

本文基于ANSYS12.0平台,考虑当前铁路运输的高速、重载工况,对轮轨接触问题进行了有限元模拟计算。通过对轮轨之间的不同摩擦因数情况进行分析,得到了对于工程制造具有指导意义的合适的摩擦因数。对列车在水平直轨道和弯道上两种工况下进行分析知道,轮轨之间的横向挤压是不可忽略的,横向挤压是影响列车安全性的重要因素。     

基于混合LES/BEM方法的汽车侧窗结构风振噪声分析

利用大涡模拟（Large Eddy Simulation,LES）方法对某轿车的侧窗风振噪声进行计算,其结果与整车道路测试实验结果吻合良好.对相应流场下的车窗进行结构振动特性计算,结果表明汽车高速行驶时车窗结构受内外气流影响会产生微米级的振动.据此振动结果,运用边界元法（Boundary Element Method,BEM）模拟车内辐射声场分布、场点声压频率响应以及车窗板件声学贡献量,结果表明汽车开窗高速行驶时,风振噪声是汽车高速行驶时驾驶员耳旁噪声的主要来源,但在某些频率下车窗辐射声场会有明显的声学响应,其中后窗的辐射声压贡献量占主要部分,开启的侧窗声学贡献量要高于其他侧窗的声学贡献量.     

标准动车组轮轨载荷特征及影响因素研究

随着列车速度的不断提高,轮轨与线路之间的作用力加剧,轮轴的工作状况愈加恶劣,而轮轨载荷与高速轨道交通系统的安全性和可靠性紧密相关.本文以国内某型动车组轮轨载荷为研究对象,制作了测力轮对,在大西线上完成了线路测试.对获得的轮轨力时间历程进行数据处理,并按不同速度等级、线路区段、每一趟往返等不同工况进行抽样和统计,编制64级时域载荷值谱和峰谷值谱,分析其变化趋势及原因.结果表明,轮轨垂向载荷一般为正态分布,波动中心为静轮重;横向力一般围绕零值波动.列车运行速度对轮轨垂向力和横向力波动范围影响明显,且速度越高,波动范围越大.列车上下行工况对轮轨力几乎无影响.曲线半径越小,轮轨力变化越大.车辆空载和满载状态对轮轨垂向力有影响,对横向力影响不明显.本文得出的载荷特征及影响因素为后续轮轨疲劳及动力学研究提供试验和理论基础.     

SDE网络在高速列车转向架未知故障诊断中的应用

转向架作为高速列车车体与轨道的连接部位,承载着保证列车在轨道上安全运行的重任。然而,在列车长期服役过程中,轨道不平顺以及轮轨磨耗等原因会造成转向架部件故障,严重影响列车的安全运行。实际运行过程中故障的发生具有随机性,无法将转向架故障诊断简单归类于已知组别分类问题。针对深度学习无法辨别未知故障的缺陷,在卷积神经网络(CNN)中引入随机微分方程(SDE)对转向架已知以及未知故障进行判别。实验证明,随机微分方程网络(SDE-net)不仅能高效分辨出已知故障,还能有效判别出未知故障,且准确率都超过93%。与此同时,通过与一维CNN网络比较体现该方法的优越性。     

基于DSP的高速列车车内噪声舒适性测量装置

为了满足高速列车车内噪声舒适性测量的需求,设计了一种基于DSP技术的便携式噪声舒适性测量装置。装置由控制部分和运算部分组成。控制部分以高性能、低功耗的EP1C6Q240C8为核心,扩展了A/D采集模块、SD卡存储模块;运算部分以低功耗DSP芯片TMS320VC5509A为核心,负责对噪声数据进行实时处理,并将结果交给FPGA发送到SD中保存;FPGA与DSP通过双口RAM相连接,使得2种处理器间的频率差异得到解决并实现高速传输。经实验验证:方案切实可行,为高速列车噪声舒适性测量提供了新的解决方案。     

基于单片机的环境噪声监测系统的设计

人口的增长以及人口分布更加密集,现代电子设备的逐渐出现并普及,汽车等交通工具的大众化等等,都是噪声产生的原因。由于我们可能对噪声的关注程度比较少,也没有完善的防治噪声的法律措施,滋生了很多素质低下的国民肆意制造噪声而对我们的生活产生极大的影响。但是噪声对我们的危害却不容忽视,在此基础上,我们加大对噪声的研究,分析其产生的原因以及讨论其防治措施也就变得很有意义。     

般空港信息系统

在本世纪的最后几年内，世界范围内的航空业都面临严峻的考验。飞机制造商之间、航空公司之间、航空港之间的竞争日趋剧烈，航空运输与其它交通工具之间的竞争更具新的特点，欧美新型的高速列车从航空业分流了相等数量的旅客和货运量。竞争的加剧使不少航空公司和航空港陷入困境。由于我国民航尚处于高速发展的阶段，远未饱和的航空市场使航空公司和航空港所受的压力相对较小，它面临的主要问题是运力和客货运输需求量之间的矛盾。随着地区性中小型机场的建设，各种规模航空公司的加入，航空港也开始面临越来越多严重的挑战，以厦门国际航空…     

基于3Ds Max及VRP的高速列车VR系统设计

为了给技术人员提供更加便捷直观的工具,提升高速铁路设备管理的层次,为了让公众更加了解高速列车车体各部分组件的结构和功能,提出一种新的认知手段—高速列车虚拟现实系统。系统以高速列车为原型,运用3Ds Max进行建模,在此基础上运用国产虚拟现实软件进行虚拟现实系统开发。由于所建三维高速列车模型大且复杂,首先将三维模型进行简化处理,之后再导入VRP中继续进行系统设计。介绍了LOD算法进行模型简化处理的原理,编制了相关算法对模型进行简化。所设计的这种系统,不但能够使公众身临其境般的体验乘坐动车带来的方便、舒适、快捷,而且能够让管理技术人员快速掌握高速列车的维修、检修技术,从而减少实际装备维修检修培训过程的成本。     

基于LabVIEW的CRH3型列车组牵引模拟系统

CRH3型动车组是我国完全国产化的高速列车,也是作为当前高速铁路运营的主要车型,对其牵引性能进行模拟研究有着巨大的意义。目前高速列车牵引模拟系统主要有硬件为主的半实物仿真系统以及软件仿真系统,但都有着各自的弊端。介绍了一种在传统半实物系统的基础上,引入了LabVIEW模块以及路况投影,采用电机加载模拟负载,具有极高的可视化并能够有较高的自动化的系统,能够高效而低成本地进行高速列车的牵引模拟。     

四轮转向半挂汽车列车行驶稳定性仿真研究

通过分析四轮转向(4WS)半挂汽车列车行驶性能,为在牵引车上采用4WS技术能提高整个汽车列车行驶稳定性提供依据.建立4WS半挂汽车列车简化三自由度单轨动力学模型,在小角度转向和直线行驶两种行驶工况下对操纵稳定性能进行时域仿真研究.理论分析和基于MATLAB的仿真研究表明,4WS技术能使车辆的横摆角速度等状态量保持较小数值.稳定性好.最后,与只有前轮转向(FWS)牵引车列车的稳定性能作对比分析,验证出4WS对列车的高速稳定性和低速机动性有明显的好处.     

基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测

机车轮轨接触点位置的变化能够直观地反映出轮轨的接触状态。针对当前摄像机检测方法难以全面拍摄到轮轨接触点位置的缺点,设计了一种基于激光源的机车轮轨相对横移图像检测方法。该方法采用摄像机与激光源相组合的方案,把摄像机与激光源分别安装在转向架上且与地面保持一定的角度,巧妙地将轮轨相对横移测量转换为激光源在轨道内侧表面光斑中心点位置的提取。实验结果表明,该方法实现了轮轨相对横移数据实时采集和存储,对高速机车稳定性和安全性研究具有重要的实际意义。     

基于Zigbee技术的应答式铁路安全施工预警系统

铁路施工的人身安全是铁路维护的一个重要环节,人们曾为此做过不懈的努力,提供了多种解决方案,在保证铁路安全运行方面效果显著,但随着列车提速,对列车安全运行提出了新的要求。本系统基于Zigbee技术,构建了一套应答式列车接近预警系统,为路轨维护人员的人身安全及列车的安全运行提供了一种较好的解决方法。     

基于光敏传感器导轨磨耗检测系统的研究

文主要对DX-10全固态发射机出现机车是通过轮轨间的摩擦力来传递驱动力和制动力,而轮轨间的摩擦则会导致钢轨磨耗的产生。当磨耗超过一定限度,一方面将增加钢轨与机车车轮踏面的接触面积,使得运行阻力增大,对机车的行车安全造成极大的影响;另一方面机车车辆会发生剧烈摇摆,严重影响乘客旅行的舒适度,所以需要定期地对钢轨磨耗程度进行检测,钢轨的技术状态是否完好,直接影响着列车能否按规定的速度安全、平稳和不间断的运行,本文讨论了利用光的反射原理在钢轨磨耗的自动检测系统中的应用,全面的阐述了系统的工作原理及解决方案。实践证明本系统具有实时测量、速度快,精度高、方便移动等特点。     

基于物联网技术的移动闭塞分区设计

随着哈大高铁等一批高速客运专线的商业运营,我国真正地进入了高铁时代。在高铁时代,列车最高时速保持在350公里左右。这样,行车安全就显得尤为重要了。在保证行车安全的基础上,采用"无形的"移动闭塞方式既可以缩短列车间隔又可以提高列车运行效率。为此提出了一套基于ZigBee技术的无线物联网络系统,在列车与轨旁设备之间构成移动闭塞分区,确保列车安全、高速、高效运行。     

基于Kriging模型的高速列车齿轮箱箱体裂纹识别

齿轮箱作为高速列车走行部的关键部件,其箱体结构的性能时刻关乎着列车运行安全性.裂纹作为一种重要且常见的结构损伤形式,其存在与否以及损伤情况对结构的性能有着极其重要的影响.基于此,提出了一种基于Kriging代理模型的非运行条件下高速列车齿轮箱箱体裂纹识别方法.利用拉丁超立方取样抽取裂纹参数样本,通过有限元分析计算得到相...