长定子中低速磁浮轨道动力学数值分析及结构优化设计

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元分析,获得了磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即固有频率和振动模态。在此数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明:对磁浮列车轨道有限元分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

长定子中低速磁浮轨道动力学分析与结构优化

对长定子中低速磁浮列车轨道结构进行了较全面的动力学有限元数值分析,获得了长定子中低速磁浮列车轨道结构的动力学基本品质特性,即磁浮轨道固有频率和振动模态。在此动力学有限元数值分析基础上,研究分析了磁浮轨道对振动比较敏感的频率范围并进行了优化设计。结果表明,对长定子中低速磁浮轨道有限元数值分析不仅在理论上起到了检验与校核的作用,为长定子中低速磁浮列车调试实验提供了磁浮轨道结构的计算数据,还对磁浮轨道性能的进一步设计和优化提供了依据。     

纵弯复合型直线超声电机振动模态有限元分析

介绍了纵弯复合型直线超声电机的结构和工作原理，运用Ansys7．0有限元分析软件建立了该直线超声电机的有限元计算模型，对于纵向、弯曲振动模态的简并进行了分析，归纳了电机结构参数对驱动振子谐振频率的影响以及实现纵向和弯曲两种振动模态简并的一般规律。有限元计算结果与原型样机实验测试结果的比较表明，在自由边界条件下，有限元分析结果与实测结果完全一致。研究结果为利用有限元方法进行纵弯复合型直线超声电机设计提供了依据。     

基于刚柔耦合的直线电机转向架动力学分析

为了探究电机连接杆件在被考虑为柔性体时对直线电机地铁车辆系统动力学的影响,通过ANSYS建立某地铁车辆直线电机连接杆件的有限元模型,并对其进行子结构分析、模态分析,再将分析结果导入SIMPACK中,对车辆刚柔耦合系统进行建模和动力学仿真,并将结果与多刚体车辆动力学系统进行比较。结果表明:连接杆件结构振动对电机的垂向振动加速度影响较大,对轮轨垂向力和转向架构架的垂向加速度均具有一定影响。该结果可对架悬直线电机地铁车辆电机定位刚度的选取提供一定参考。     

长环形驻波直线超声电机振子有限元分析

提出了一种长环形直线驻波超声电机振子,并对该超声电机振子进行了研究。利用有限元分析软件对振子的工作模态进行了分析,阐述了振子的工作原理。对支撑结构、影响振子振动模态固有频率的主要结构参数,进行了数值分析,确定了振子的结构形式。振子与支撑结构采用柔性铰链连接,利用第18阶正交的两个面内弯曲模态工作,实现了电机振子双接触面驱动、正反两个方向运动。证明了该类振子利用面内弯曲振动模态可以实现双面驱动、正反双向直线运动。为环型驻波直线超声电机的设计提供了理论参考。     

直线电机牵引颤振研究

建立了由直线电机定子和吊杆等组成系统的有限元模型,利用ABAQUS软件对该直线电机系统牵引颤振进行瞬态动力学仿真,研究直线电机牵引颤振发生的条件和横向拉杆对直线电机振动的影响。仿真结果显示,电磁牵引力-滑动速度的负斜率引起直线电机发生颤振,直线电机在惰行情况下不发生颤振;横向拉杆能够较大的减小直线电机的横向和垂向振动,对直线电机的纵向振动影响不大;直线电机横向和垂向之间存在耦合振动。     

高速加工车床主轴的动态特性分析与MATLAB仿真

求解机械系统模态参数是结构动力学分析的主要内容之一。本文利用有限元方法对车床弹性主轴进行单元划分,建立了弹性轴弯曲振动的质量矩阵与刚度矩阵。应用Matlab软件编制有限元结构动力学程序,对弹性轴动态特性进行数值计算与仿真,求得弯曲振动固有频率,绘制了模态振型图,分析了单元数与计算精度的关系,为机床系统动态设计与振动控制提供参考依据。     

起重机臂架在起升冲击载荷作用下动态特性研究

根据电机启动特性，文中运用有限元分析中的子空间迭代法和杜汉梅耳积分对四连杆起重机臂架结构在吊重起升冲击载荷作用下动力学特性进行研究，通过对臂架系统振动模态和吊重突然加速起升引起的冲击动态响应计算，分析臂架系统在各种工况下结构的动力学特性，给出臂架结构设计动载系数ψ2的解析表达式和数值解，为该类起重机结构优化设计和动载系数的选取提供理论依据。     

中低速磁浮列车转向架的结构动力学分析

采用有限元软件ANSYS对中低速磁浮列车转向架进行模态分析和随机振动分析。研究了转向架的动力学性能，为解决转向架的结构动力学问题和结构改进提供了一定的依据。     

直线电机连接器支架失效分析及结构优化

针对某短定子磁浮列车的直线电机连接器支架失效的问题,首先,对连接器支架进行现场振动测试,确定了共振导致疲劳断裂是支架失效的主要原因。其次,从避开模态频率和满足疲劳强度要求的角度,对电机连接器支架进行结构优化,并进行优化前后的仿真对比分析。最后,通过模拟长寿命试验验证了结构优化的合理性。     

磁浮车辆/轨道系统动力学(Ⅱ) --建模与仿真

评述了磁浮车辆/轨道系统动力学建模、数值求解及动力响应分析与动力性能评价等方面的研究进展.随着磁浮列车技术逐步成熟,磁浮车辆/轨道系统动力学建模越来越细致,动力学仿真主要开展了车/桥垂向耦合作用研究、车辆曲线通过性能研究和车辆/轨道系统随机振动响应研究.为了更为真实地模拟磁浮列车系统动力响应,今后需要建立考虑磁转向架结构、悬浮导向控制系统、直线电动机和空气动力作用的耦合大系统动力学模型,寻找高效求解磁浮大系统非线性时变微分方程的数值方法,开展磁浮列车系统动力学参数优化研究、磁浮列车纵向动力学研究以及动力学仿真试验验证,并确立一套磁浮列车系统动力学性能评价标准.     

高速磁悬浮列车测速定位系统的设计与研究

针对长定子直线同步电机驱动的高速磁悬浮列车，提出了采用对定子齿槽进行计数的测速定位方案。阐述了基于电感式传感器和DSP信号处理的测速定位试验系统的硬件结构、工作原理及其信号处理技术．试验表明：系统实时性强，测速定位精度高，满足高速磁悬浮列车运行控制的要求。     

微电子制造领域的磁悬浮精密定位平台的结构设计研究

利用磁悬浮技术将铁磁性平台悬浮在磁场中,通过线性电机无接触驱动,结合控制技术实现平台的快速精密定位.合理的设计将悬浮力和导向力两个磁悬浮系统合二为一,即结构简单,控制容易又能获得精确的导向精度.选用线性同步电机,避免了感应电机磁场感应所产生的法向力对平台的振动作用,有利于悬浮系统的控制.悬浮系统无接触,无摩擦,克服了磨损、金属粉尘及油脂污染等问题;无接触线性驱动减少了机械联结件,消除了联结间隙,减轻了重量,能有效提高动态响应频率和定位精度;这些使定位平台能够满足现代信息产业对超洁净制作环境和高精度、高效率的要求.     

[车辆工程与测控]磁浮列车悬浮状态数据采集系统设计与实现

磁浮列车的舒适性和安全可靠性主要取决于车辆的悬浮控制系统,悬浮控制系统是磁浮列车的关键部件之一。设计了一种中低速磁浮列车悬浮状态数据采集系统,该系统独立于列车悬浮控制器,数据采集器固定在磁浮列车底部悬浮架上,不影响行车安全,能实现对悬浮电流、电磁铁温度、悬浮间隙、悬浮架振动加速度和传感器信号等数据的采集和分析,为研究悬浮控制系统对线路条件、车辆动静态载荷、极端气候的适应性以及悬浮控制设备的可靠性提供了基础研究数据。     

[BIM模型与智能设计]中低速磁浮系统起浮阶段的振动特性分析

为了研究电磁悬浮（EMS）中低速磁浮系统在起浮阶段的悬浮稳定性问题,建立了“车辆-电磁-轨道梁”耦合系统动力学模型。利用仿真模型分析了EMS中低速磁浮系统在起浮阶段的振动响应特性,对比分析了弹性梁与刚性梁的振动差别,仿真分析了单级悬浮控制与双级悬浮控制的效果差异。结果表明：EMS中低速磁浮列车在弹性轨道梁上起浮时,容易发生悬浮失稳的异常振动现象,原因是单级悬浮控制模式的悬浮架自激振动频率激发了弹性轨道梁的固有频率,从而诱发了车轨剧烈耦合共振;提高轨道梁刚度或采用双级悬浮控制器模式,可以缓解EMS中低速磁浮系统起浮阶段异常振动引起的悬浮失稳现象。     

磁悬浮永磁直线电动机及其控制系统研究

根据磁悬浮永磁直线电动机的特殊结构与运行机理,给出了电动机电磁推力和悬浮力的数学模型。建立了磁悬浮永磁直线电动机的有限元计算模型,对气隙磁密、电磁推力和悬浮力进行了有限元计算,并对气隙磁密作了谐波分析。设计了磁悬浮永磁直线电动机的研究样机,制作了磁悬浮子系统和进给伺服子系统,对系统进行实验研究,获得了磁悬浮子系统和进给子系统运行的实验结果。实验研究结果表明,该磁悬浮永磁直线电动机可实现直接驱动与无摩擦运行。     

某型磁悬浮列车结构动力学有限元数值计算及优化分析

对某型磁悬浮列车的结构动力学特性进行了有限元数值计算,获得了列车结构体的动力学基本品质特性,即固有频率与振动模态.在此数值分析工作基础上,研究分析了车体结构的低频敏感部位与非敏感变量,由此建立了车体结构的优化数学模型,通过数值优化分析计算,在车体底盘梁式构件减重20%的条件下以及在车厢梁式构件减重10%的条件下,结构体固有频率特性没有明显改变,达到了保持结构基本动力学品质指标,而结构有一定幅度减重的工作目的.     

考虑齿轮传动影响的高速动车组电机吊架载荷及动应力研究

针对CRH3型高速动车组电机吊架焊接结构,结合有限元法和刚柔耦合多体动力学法建立考虑齿轮传动系统的啮合振动的高速列车动车整车动力学模型,仿真计算得到电机吊架在列车加速和匀速运行工况下的动载荷;利用准静态应力法计算两种工况下电机吊架上危险节点的动应力,通过对比吊架上危险节点动应力的模拟计算结果和线路实测结果研究齿轮传动系统的啮合振动对车辆运行中电机吊架所受载荷及其上危险位置动应力的影响。结果表明:在齿轮传动系统啮合振动的影响下,电机吊架的动载荷及其结构危险节点的动应力显著增大,垂向振动加剧,而且动应力仿真结果与线路实测结果更接近。因此,在对高速列车结构件进行动应力仿真时,为了更准确地仿真结构振动对动应力仿真结果的影响,应该在结构件弹性化的基础上,同时考虑齿轮传动系统啮合振动的影响。     

共轭鼓形齿联轴器传动振动问题综合研究

对共轭鼓形齿联轴器传动装置这一弹性动力学系统 ,按轮系和轴系进行了振动分析和固有频率的研究 ,最后 ,对一共轭鼓形齿联轴器试验台架装置进行了固有频率和临界工作转速计算 ,为共轭鼓形齿联轴器这一新型传动装置的优化设计、加工制造以及安装使用提供了理论依据。