高速动车组车下设备舱模块化制造工艺

高速设备舱模块化能够减少总组台位占用时间,提高总组效率及组装精度。本文主要介绍产品结构、工艺难点及解决措施,并做工艺总结。     

基于动力吸振原理的动车组车下设备悬挂参数设计

为降低车体的弹性振动,将车体考虑成弹性欧拉梁,基于动力吸振原理进行多个车下设备的最优悬挂频率设计。建立弹性车体和车下设备的垂向耦合振动数学模型,研究不同设备悬挂频率、联接阻尼、质量和安装位置条件下的车体振动分布规律。建立车辆系统三维刚柔耦合动力学模型,仿真分析在实际线路激扰条件下,车体振动和平稳性随设备悬挂参数变化的分布规律。垂向耦合振动理论分析表明动力吸振原理可用于车下设备悬挂参数设计,验证了用于车体弹性振动减振的可行性和有效性,能够显著降低车体的垂弯模态振动;将大质量设备越靠近车体中部安装时车体的减振效果越好;设备悬挂频率应接近车体的垂弯模态频率,较优的弹性联接阻尼比应满足0.05~0.20。三维刚柔耦合动力学仿真结果验证了理论分析结果,车辆运行速度越高,减振效果越显著。试验台结果表明车下设备采用弹性联接可显著改善高速动车组的乘坐平稳性,与理论和仿真分析结果吻合。     

车下设备偏心对高速动车组运行平稳性的影响机理研究

建立包含车体弹性及车下设备的高速动车组精细化刚柔耦合动力学模型,研究车下设备固有频率优化取值,并研究车下设备偏心对整车振动性能的影响及其机理。结果表明,车下设备偏心会使车下设备六个方向自由度的振动发生耦合现象,导致各阶刚体振型及振型频率产生较大变化,致使车下设备固有频率偏离了原始设计最优值,减振效果降低、车辆运行平稳性变差。基于遗传算法,以解耦度为优化目标,以车下设备固有频率为约束条件,提出基于解耦度优化的车下设备悬挂系统各橡胶元件三向刚度协同设计方法。计算分析表明,车下设备各阶刚体振型可获得良好的解耦度,且悬挂系统减振效果显著,车辆运行平稳性得到有效改善。     

车下设备弹性悬挂对高速客车平稳性的影响

为了分析车下设备弹性悬挂参数对高速客车平稳性的影响,通过对CRH3型高速动车组的车体有限元模型进行模态计算,并利用多体动力学软件SIMPACK建立高速动车组单车刚柔耦合系统动力学模型,研究车下设备悬挂参数对车体振动的影响规律。通过对比分析刚性与弹性两种不同的车下设备联接方式,结果表明弹性联接方式能够对车体的弯曲振动起到一定的抑制作用,能够降低车下设备对车体振动的影响。当车下设备的垂向悬挂频率介于8~12Hz之间时,车体中部的垂向平稳性指标值最小,而车下设备垂向悬挂频率的改变对车体前端和后端的平稳性指标影响不大。这表明当车下设备的垂向悬挂频率接近车体的垂向弯曲频率时,只能在一定程度上降低车体中部的垂向振动。同样,车下设备横向悬挂刚度的改变对车体前端和后端的平稳性指标影响也不大,主要影响车体中部的横向平稳性指标,最终优化的车下设备横向悬挂刚度要大于1.2倍的垂向悬挂刚度。车下设备质量越重、离车体中部越近,车体中部的平稳性指标值越小即车辆的平稳性越好。     

侧向悬挂双层隔振系统功率流研究

综合运用统计能量分析(SEA)理论和功率流方法,建立了多方向激励作用下的侧向悬挂双层隔振系统的统计能量分析模型,对其功率流传递率进行了仿真分析,同时进行了侧向悬挂双层隔振系统的功率流实验,测量了其在多方向激励作用下的功率流传递率,将统计能量仿真计算结果与功率流实验结果进行了对比,结果表明两者的功率流传递率在中高频段基本一致,传递到基础的侧向功率流大于垂向功率流,侧向振动在侧向双层隔振系统中不能被忽略。     

高速动车组视频监控系统设计研究

目前公共场所的视频监控系统技术已趋于成熟,而高速动车组内还未应用视频监控系统。该文结合现有高速动车组的特点、运行要求及通信网络技术,提出基于局域网的动车组视频监控系统的设计方案,对动车组视频监控系统的功能、系统组成、网络传输、总体布置等方案进行了研究。     

高速动车组车下设备对车体振动传递与模态频率的影响机理研究

提出包含车下设备的高速动车组整备状态车体模态频率数值计算方法,并通过有限元分析及模态试验,验证该方法的准确性。理论研究车下设备对车体振动传递特性的影响,定义车体的名义垂向一阶弯曲模态频率,并结合数值计算、振动传递分析与模态试验分析,分析车下设备悬挂参数对车体模态频率的影响机理。研究表明,采用弹性吊挂的车下设备将与车体形成耦合振动系统,且耦合振动系统在原车体垂向一阶弯曲模态频率附近产生一个新的低频振动分量和一个新的高频振动分量;低频振动振型为车下设备垂向振动与车体垂向一阶弯曲振动同相,高频振动振型为二者反相振动;随着车下设备悬挂刚度的变化,车体的名义垂向一阶弯曲频率将会发生"频率跳变"现象。     

车下设备的连接方式及悬挂参数匹配研究

随着铁道车辆运行速度的提高,复杂的车下设备对车体的振动影响不能忽视.将车体考虑成等截面欧拉梁,建立了车辆刚柔耦合的垂向动力学简化模型,考虑了设备弹性悬挂和刚性悬挂两种连接方式对车体振动的影响.结果显示,弹性悬挂能够有效抑制设备高频振动能量的传递,降低车体的弹性振动.为了讨论车下设备弹性悬挂参数与车体结构振动的匹配关系,详细地分析了不同悬挂刚度和阻尼对车体振动的影响.当刚度设置在合适的范围时,由于车下设备与车体间同向和反向运动,使车下设备的传递率下降,车体的振动降低.同时,提高悬挂阻尼也在一定程度上能够抑制车体的振动.     

基于遗传算法的两级隔振系统消振器参数优化研究

通过分析两级无源隔振系统设计中存在的问题,提出在第一级隔振质量块上安装第三质量-弹簧-阻尼系统作为隔振系统的消振器,由其抑制隔振系统的二阶模态,同时保证系统在高频区段的良好隔振性能.运用遗传算法对消振器各参数进行优化.对优化结果的仿真分析及试验研究表明:该方法切实可行,改善了系统的隔振性能.     

动车组车下设备对舒适度的影响分析

为研究车下设备对动车组舒适度的影响,建立考虑车体弹性和多个车下设备的高速动车组垂向动力学模型,实现设备的质量参数、结构参数和悬挂参数等参数化建模,基于频域分析法推导系统加速度频响函数表达式,采用随机轨道不平顺激励功率谱和舒适度滤波函数计算舒适度指标,基于最优同调理论设计设备的最优悬挂频率和阻尼比并进行数值验证。结果表明,车体垂弯频率越高、设备质量越大且越靠近车体中心安装,舒适度指标越小,车辆乘坐舒适性越好,建议将大质量设备(4t及以上)悬挂在距车体中心5m以内;设备质心纵向偏心导致其吊挂点的作用力力臂改变和转动惯量增加,造成舒适度指标略有增加;在优化设备悬挂参数时,可以忽略车体结构阻尼的影响;设备质量越大,最优悬挂频率越低、最优悬挂阻尼比越大,且应当基于加速度响应设计最优悬挂阻尼比,最优同调条件为车体和设备的相位差接近π/2;针对所述车辆,设备最优悬挂频率和阻尼比分别为7Hz和0.2～0.3,车体加速度功率谱中的弹性振动主频得到充分抑制。     

高速动车组远程无线传输系统应用研究

对CRH380B型高速动车组远程无线传输系统进行介绍,重点论述了系统客户端中故障监控、温度分析方法。通过检索动车组运行故障记录、设计软件分析走行部轴承温度,故障确认时间缩短、隐患故障发现数量增加。达到了提高动车组运行品质的目的。     

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。     

CHR3高速动车组故障诊断系统

介绍了CRH3高速动车组的列车编组结构、列车通信网络和列车控制系统,分析了面向高速动车组故障诊断系统的设备和位置编码规则,阐述了CRH3高速动车组诊断系统的总体架构,并详细分析了诊断文件系统的结构和功能,该诊断系统为CRH3高速动车组的安全运行提供了有力的保证.     

高速客车车下设备最优悬吊刚度研究

建立了考虑构架及弹性车体的车辆系统简化模型,分析了车下设备采用弹性悬吊和刚性悬吊两种方式对车体振动的影响。研究表明:车下设备弹性悬吊方式能够在一定的频率范围内有效降低车体的弹性振动。采用传递函数理论,推导了车下设备最优悬吊刚度的数学表达式,分析表明,车下设备最优悬吊刚度对应的频率应接近车体的一阶弯曲频率。结合有限元和Simpack软件建立了高速试验列车的三维刚柔耦合动力学模型,并对试验车辆进行了滚动台试验测试,仿真结果与试验结果能够很好的吻合。     

高速动车组制动控制技术研究

主要分析了动车组制动控制模式、制动管理方式,并从减少滑行、减少闸片磨耗、闸片磨耗均衡性等角度探讨了制动控制研究方向.     

高速动车组齿轮油选型研究

以我国某型号时速350 km高速动车组齿轮箱为研究对象,结合实际运行工况,计算确定齿轮啮合在弹性流体动压润滑状态下对油品黏度的需求;通过有限元方法模拟计算齿轮箱温升平衡后的温度场,确定油品类型;结合实际运行中环境温度范围,确定油品的低温要求。综合该型号高速动车组齿轮箱的黏度需求、抗高温氧化性能要求及低温要求,确定合适的润滑油类型,为高速铁路列车齿轮油类型的选择及匹配油品的设计提供理论依据。     

动车组车下设备防松防脱结构分析

本文结合我国在线运营的高速动车组设备舱及车下吊装设备结构,开展防松防脱分析,重点对动车组设备舱裙板、设备舱底板、车下设备吊装、车下吊装设备自带底板、活动检查门部位进行分析,并对存在松脱隐患的结构进行了优化改进。     

带有压型板的车下悬挂件随机振动疲劳寿命分析

在铁道车辆车下悬挂箱体结构中,通常利用在箱体底板上增加压型格来增大底板的刚度,从而提高整体结构的固有频率。为了验证压型格对整个箱体底板固有频率提高的效果,利用有限元仿真及试验两种方法对压型板及不带压型格的平板进行模态分析,同时通过对比两种类型板的模态分析结果修正压型板有限元模型,保证了整个悬挂件箱体有限元模型建立的正确性。利用基于功率谱密度的频域分析方法对整个箱体进行随机振动疲劳寿命分析,当箱体底板分别为压型板和平板,对比两种情况下悬挂件箱体焊缝单元在IEC61373标准激励下的疲劳损伤,来验证压型板结构在工程中的实用性。     

反比例溢流阀式高速列车横向半主动悬挂系统研究

介绍了高速列车横向半主动悬挂控制所采用的控制方法,并给出了相应的半主动减振器的结构和工作原理.通过与普通电磁比例溢流阀的比较,阐明了使用反比例溢流阀的优势.     

高速动车组制动系统用中继阀性能仿真研究

基于AMESim仿真软件与中继阀的物理结构特点,提出了锥形体积等效方法,使膜板变形体积在建模过程中得到充分考虑。通过建立详细仿真分析模型,对中继阀的动态特性及关键参数影响进行了系统研究,仿真计算结果表明,仿真模型预测值与试验数据能较好地吻合,充分验证了模型的有效性,对产品结构优化有重要指导意义。