高速列车司机室三明治板的耐碰撞性能仿真

为验证高速列车司机室三明治板的被动安全设计是否符合要求,参照UIC 651标准运用MSC Dytran软件对某高速列车司机室三明治板的耐碰撞性能进行仿真,分析碰撞后三明治板的变形、应力、能量吸收以及弹头的速度曲线,表明司机室三明治板的耐碰撞结构能满足设计要求.     

横风对高速列车气动性能的影响

随高速列车在横风下的气动特性急剧变化,安全问题十分突出。本文以京沪高铁CRH型动车组作为典型研究对象,建立三维模型,研究横风风速和列车车速对列车轮轨动力学的影响、单列高速列车在明线横风环境中运行的气动特性,从而得出如下结论：(1)列车在横向风中行驶时,选择列车的气动升力为例,以200 km/h和300 km/h运行的列车在风速从15.1m/s逐渐增加到30.0 m/s分别增加了340.6%和337.2%的气动升力;在风速为15.1 m/s, 22.2 m/s和30.0 m/s时,车速从200 km/h增加到300 km/h时,分别增加了18.3%、19.1%和20.1%的气动升力。由此可知,在横向风环境下列车车体所受的气动升力随着车速和风速的提高而逐渐增大。(2)在横风环境下,列车的迎风侧大部分区域受正压,背风侧大部分受负压,最大正压区域为头车鼻尖处,空气流速在列车上端拐角边缘最高。根据列车长度方向,列车两侧的压强差逐渐减少。通过对高速列车的气动特性进行研究,从而为高速列车风灾防治和运行安全管理提供参考,以及为制定具有自主知识产权的高速风灾安全预警控制系统提供了科学依据。     

高速列车车体端部防撞装置拓扑优化设计

针对高速列车的被动安全性,基于大变形碰撞仿真理论,用PAM CRASH进行碰撞仿真,用OptiStruct对车体端部防撞装置进行拓扑优化,从而完成防撞装置的轻量化设计.结果表明：在保证防撞装置结构稳定性的同时,最大撞击力减小23%,质量减轻33.6%,达到提高车辆被动安全性的目的.     

正面40%偏置碰撞时后排乘员安全性的仿真分析

为了减小后排乘员在偏置碰撞中受到的伤害,运用MADYMO软件建立包括汽车车身、前后排座椅、三点式安全带、汽车地板、后排5%女性假人的某款汽车后排偏置碰撞的乘员约束系统仿真模型。通过样车试验碰撞结果和模型仿真结果进行对标,验证模型的准确性。在此模型基础上,研究分析前排座椅和安全带等参数对后排乘员安全性的影响,并提出了安全带固定点改进方案,结果表明改进后后排乘员的头部HIC15降低14.2%,颈部张力降低14.4%,有效地保护后排乘员安全。     

安全气囊对离位乘员造成伤害的机理与改善

为研究乘员离位(Out of Position,OOP)状态下安全气囊(Passenger Airbag, PAB)的展开过程以及如何减少PAB对OOP乘员的伤害,依据FMVSS 208法规,利用Madymo软件模拟OOP状态下前排乘员与PAB的接触过程,分析气囊造成OOP乘员伤害的机理;提出二级燃爆式气囊的改进方案,并对改善效果进行仿真. 结果表明该方案可较好地减小PAB对OOP成员的伤害.     

试论电力二次系统安全防护的具体措施

本文从电力二次系统的现状、安全防护的主要目标及防护的策略等几个方面,系统分析了安全防护中所面临的若干问题,并就实施网络安全的方案和策略做了初步的探讨。     

基于感性意象的高速列车座椅设计及美学规律研究

针对现有高速列车座椅普遍存在设计同质化、体验感不良等问题,将高速列车座 椅美学规律研究与感性意象方法相结合,探讨高速列车二等座椅的设计研究方法及应用路径, 为设计实践及行业发展提供借鉴与指导。通过对高速列车座椅典型样本和感性意象词汇的搜集 与筛选,结合语义差异法和拉依达准则构建得出感性意象数据库;然后将其导入 SPSS 软件进 行主成分分析,依据成分矩阵和样本评价散点图提取主成分中载荷较大意象词汇及对应的代表 样本,并进一步明确意象词汇在代表样本中的高匹配度区域,得出设计要素及优先级顺序;最 后进行实践设计及可行性评估,并将研究过程中所适用的主要美学规律进行阐述。研究结果赋 予高速列车领域美学规律研究更为科学的方法路径,同时也拓展了感性意象研究新的应用空间, 为设计出更加迎合乘客感性意象的高速列车座椅提供了有效的借鉴方法及操作路径。     

基于列车碰撞平台的不同编组长度碰撞分析

为了研究不同编组长度列车的碰撞响应结果,本文基于翟方法,建立了列车一维纵向碰撞仿真平台,将相同编组列车有限元仿真得出的速度和能量等碰撞响应与一维纵向碰撞平台的结果进行对比,验证了一维纵向碰撞仿真平台的准确性.在此基础上,基于该平台,以车辆的速度、加速度以及吸收的能量作为分析指标,研究主动列车与被动列车在相同编组与不同编...     

气动载荷对高速列车车体疲劳强度的影响

随着列车运行速度的提高,气动载荷对强度的影响越来越显著。为加强列车气动载荷强度,根据高速列车在线路运行实际情况设置了四种气动载荷工况:明线会车,隧道通过,隧道会车和侧风。利用空气动力学原理计算得到四种气动载荷工况的数值,将得到的数值施加到高速列车车体有限元模型上,进行气动载荷的静强度和瞬态响应分析。计算分析结果表明,四种工况下的静强度结果都小于车体材料的允许用的应力,最大位移变形均发生在车体底部;利用Fluent软件仿真获得列车在空旷地带以380km/h速度交会的气动载荷时间历程,接着在ANSYS软件中对车体完成气动载荷瞬态响应分析,得到气动载荷对车体结构强度的影响,为车体强度优化设计提供了参考。     

基于最小二乘法的高速列车位置估计

随着高铁列车运营速度的不断提高,列车运行控制系统对列车的定位精度要求也越来越高。每经过一个定位应答器,列车将进行一次位置校核,使定位误差变为0 m。但列车在相邻两应答器间的定位误差会随着列车不断的运行而逐渐增大。针对这一问题,建立了列车位置计算的数学模型,以及高速铁路列车位置估计的速度平均法模型和最小二乘法模型;利用武汉-广州高铁实测数据对模型进行验证。结果表明,与速度平均法模型相比,最小二乘法模型能减少一半的定位误差,能更好地估计列车的位置。     

基于STeC的高速列车运行模型与算法

为了使高速列车正点运行到达目的车站,提出了基于STeC(时空一致性)语言的高速列车运行模型与算法。该模型具有位置触发自动调整高速列车运行的特点,实现动态确定高速列车制动点并保证列车正点到达目的车站,从而满足了高速列车运行实时系统对时间和空间的一致性要求。通过Matlab/Simulink的仿真测试,证明了该模型的正确性和有效性。     

基于排列组合熵的高速列车走行部故障分析

针对列车走行部的多种故障模式,提出了基于排列组合熵的高速列车走行部故障诊断方法.对原车和抗蛇行减振器失效、空气弹簧失气、横向减振器失效四种工况进行仿真实验,得到列车不同位置的振动信号.计算列车振动信号的排列组合熵,首先实现了同一速度下不同故障的分离,然后以排列组合熵作为故障特征向量,对特征向量进行多级SVM分类识别.实验结果表明,该方法可以有效识别列车同一速度下的不同故障,高速时对四种工况的平均识别率达97％以上.     

高速列车运动仿真可视化建模研究

以CRH 系列高速列车为研究对象,建立了基于变参数的列车三维动态仿 真模型,实现了多种列车单元模型在运动过程中的实时调入和装配,满足了高速列车运动仿 真多样性的要求。采用Visual C++ 6.0、OpenGL 三维图形库和Oracle 数据库开发完成高速 列车运动仿真系统,实现高速列车运动仿真可视化建模以及与线路设计之间的有效集成。通 过实际应用,取得了较好的仿真效果。     

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。     

高铁列车运行计划检验仿真模型研究*

研究采用仿真手段快速检验高铁列车运行计划可行性所需的核心模型。模型以改进Petri网为工具,根据高铁列车运行特点及高铁路网功能,分别将列车视为托肯,线路和车站视为库所,通过自定义多种变迁实现列车空间位置变换及运行信息传递。建模基于部件组合思想,考虑列车运行过程中的随机扰动,可根据不同检验需求及所需路网数据快速生成仿真框架并完成系统运行,但仅适用于高铁常采用的单向运行运输组织模式。模拟实例表明模型可开发,模拟结果基本符合客观实际,不仅可检验高铁列车运行计划的可行性,还可作为支撑模型开发具有更多用途的仿真平台。     

高速列车通过声屏障的流固耦合振动响应分析

基于三维、非定常、不可压缩Navier-Stokes方程以及k-ε两方程湍流模型,利用计算流体软件FLUENT,对列车通过时路堤声屏障气动力特性进行数值仿真,研究了声屏障上脉动力的变化.建立了高速列车通过路堤声屏障的数值计算模型,采用FLUENT中的滑移网格技术,对声屏障时产生的气动力进行数值模拟,列车速度分别为200km/h、250km/h、300km/h、350km/h.通过计算得到不同列车速度下声屏障上气动力的大小和变化情况,分析了气动力沿声屏障垂向和声屏障纵向的变化规律,并拟合了声屏障压力波幅值与列车速度的关系式.在ANSYS Workbench软件中建立了声屏障的结构计算模型,将声屏障上的气动力作为外部荷载加到声屏障上,对其进行了模态分析和瞬态动力学分析.     

高速磁浮车间隙传感器齿槽效应补偿方法研究

齿槽效应是高速磁浮车间隙传感器面临的一个特殊性问题。针对齿槽效应带来的齿槽误差问题,提出在传感器探头内布置齿槽位置检测线圈,采用径向基函数(RBF)神经网络建立齿槽效应逆模型,依据位置信号对传感器的输出进行齿槽补偿的方法。仿真结果表明:在2～20 mm范围内补偿器输出最大误差为±0.18 mm,该种方法可以有效地消除齿槽效应,并提高传感器的检测精度,满足高速磁浮车悬浮控制系统要求。     

表面撞击坑对高铁车辆空心车轴运行安全性评估的影响

基于断裂力学理论对含表面撞击坑高铁车辆空心车轴进行疲劳断裂安全性分析.考虑车轮与车轴、齿轮与车轴的过盈配合效应,在压装部引入残余压应力,根据车轴实物撞击坑形貌和尺寸建立仿真模型;采用385 km/h高铁车轴实测动应力,经变换获得一维七级载荷谱.分析结果表明：对于深度为300 μm的撞击抗,缺陷最深处的应力强度因子约为0.75 MPa·m1/2,远小于BS 7910 2005标准规定值,据此认为带有单个深度为300 μm撞击坑的空心车轴在正常服役期内不会发生裂纹萌生和扩展.研究结果可为我国高速列车检修规程和无损检测周期的制定提供参考.