“车-货”耦合的高速货运动车组动力学性能分析

针对货运动车组的特点,在传统多刚体仿真模型的基础上,综合考虑集装器的结构、布置和安装方式,在SIMPACK动力学仿真软件中建立更接近实际的考虑货运动车组车厢和集装器货物的装载加固关系的“车-货”耦合动力学仿真模型.仿真计算了耦合模型在不同速度下的运动稳定性、运行平稳性及曲线通过性能.结果 表明,各项动力学指标均符合要求...     

300km/h速度级动车组车辆动力学特性仿真

高速动车组车辆系统要求具有良好的稳定性、平稳性和曲线通过能力等动力性能以满足运行要求。利用多体系统动力学分析软件ADMAS的Rail模块建立CRH2-300型动车组车辆系统与轨道耦合的动力学分析模型,并进行了车辆临界速度、车辆平稳性指标、车体振动加速度和车辆通过曲线脱轨系数和轮重减载率等动力学性能评价指标的仿真计算。结果表明该车临界速度远大于车辆设计速度,具有较高的稳定性。其平稳性和曲线通过能力指标与相关标准要求比较结果也说明了该车具有良好的动力学性能。     

高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响

为研究高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响,建立了车辆动力学仿真计算模型,并通过改变其轮对质量在原始值70%~130%范围内变化,得到对应的动力学指标,以揭示轮对质量对车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在轮对原始质量附近,随着轮对质量的增加,车辆的临界速度明显降低;车辆的平稳性指标及轮轨垂向力、轮轨磨耗功呈上升趋势;脱轨系数呈现先上升后下降的变化趋势;轮轴横向力和轮重减载率受轮对质量影响不明显。分析结果可以为今后更高性能高速动车组的设计提供一定的理论依据。     

重联动车组车钩导流罩设计及空气动力学性能研究

设计出一种能改善重联动车组重联区域空气动力学特性的多级车钩导流罩结构,并基于计算流体力学,分别建立重联动车组结构优化前后的两种空气动力学计算模型,通过数值仿真模拟了动车组在平地工况以350 km/h速度运行的基本气动性能,并对仿真结果进行对比研究。结果表明：新型车钩导流罩结构能够有效降低动车组平地运行阻力,总阻力可减小4.47%;列车表面压力分布、周围流场显示结果与阻力分布一致,该二级导流罩可以有效改善列车运行空气动力学性能。     

货物非均匀装载对高速货运动车组动力学性能的影响

为改变我国现有的物流格局,有效利用我国庞大的高速铁路路网资源,充分发挥我国高速铁路的效能,开行高速货运动车组列车无疑是铁路货运发展的一种新途径.为深入研究货物装载差异引起的载荷不均匀分布对高速货运动车组列车动力学性能的影响,以我国CRH某型动车组为研究对象,建立了八节编组的高速货运动车组列车系统动力学模型.通过设置不同...     

车轮多边形对高速动车组动力学性能影响

随着动车组运行速度的不断提高,车轮在运行过程中的磨耗加剧,在增加维修成本的同时,恶化了列车的服役环境,严重时将会威胁行车安全。针对车轮运行磨耗引起的多边形问题,以某型线上服役高速动车组为研究对象,采用Simpack建立其动力学模型,分析车轮多边形(阶数为1～11,波深为0.1 mm～0.5 mm)对高速轮轨系统垂向振动响应的影响。为了直观观察相关变化规律,引入决定系数,对其变化规律进行曲线拟合。结果表明,车轮多边形波深的取值大小对垂向振动响应的影响更为显著,所得拟合曲线的变化规律为高速动车组的检测维修以及安全评估提供参考。     

高速动车组减振器载荷特征研究

减振器的主要功能是提供阻尼力以衰减和抑制车辆系统振动,对高速动车组动力性能有十分重要的影响。既有研究主要将减振器处理为阻尼力以研究车辆系统动力性能,极少从动力学和结构可靠性角度关注减振器自身承受的载荷。制作某型高速动车组转向架抗蛇行减振器、轴箱减振器、二系横向和垂向减振器测力元件,在大同-西安高速线路上测试并获得该型动车组运行过程中四种减振器载荷引起的应变信号。对测试数据进行处理和分析,获得高速动车组运行工况下四种减振器载荷的时间历程,分析减振器载荷的时域和频域特征。采用雨流计数法统计减振器载荷峰谷值和频次,获得不同速度等级下载荷分布。结果表明,高速动车组抗蛇行减振器载荷最大、二系横向减振器载荷最小。轴箱减振器相对速度最大、二系横向减振器相对速度最小。减振器载荷总体上呈正态分布,而且一般有列车运行速度越高减振器载荷越大。列车正线行驶时曲线半径对轴箱减振器、二系垂向减振器以及二系横向减振器载荷影响不明显,列车速度和线路小半径曲线对抗蛇行减振器载荷影响明显。     

采用自然复叠制冷-40℃低温冷柜的仿真设计

建立了自然复叠制冷系统稳态仿真模型,该模型用实验数据进行了验证,误差小于±5%.用仿真模型研究了采用非共沸环保混合制冷剂(R744/R717)自然复叠制冷-40℃低温冷柜的性能,分析了CO2浓度、冷凝器出口温度及压缩机排气压力对制冷系统COP的影响.     

空间光学组件的动力学环境试验

动力学环境是空间光学遥感器及其组件研制中不可忽视的一个重要因素,因为它会对整机或组件造成结构性的破坏,所以在其研制的不同阶段须进行充分的动力学环境试验。空间光学系统是执行重要任务的子系统,在结构及其性能、工作精度要求、密封性、可靠性等方面均有比较特殊的要求。组件乃至系统不仅须经历动力学环境试验的严格考核,而且还须在此基础上通过其它相关试验做进一步的测试。针对空间光学组件及系统的特点和要求,对各种因素进行了综合研究并编制了各类组件的动力学环境试验大纲。同时,对试验中的控制、监测、试验夹具、安全等诸方面的技术实施做了分析和探讨。     

高速动车组构架载荷分类验证研究

深入研究高速动车组转向架构架基本力系构成对建立完备的构架载荷谱具有更为契合其机理及应用的重要意义,能够更为有效、安全地表征构架服役过程中的损伤.通过高精度解耦技术制作完成测力构架,高度模拟构架"在位状态"的自由度状况与载荷作用方式,对构架进行准静态标定.基于长期跟踪试验同步获得我国主要干线的构架载荷、应力历程.在分析转...     

基于Pro/E与ADAMS的动车组齿轮箱传动动力学分析

使用Pro/E软件建立动车组（Electric Multiple Units,EMU）齿轮箱传动的参数化模型并完成装配。通过Mechanism/Pro转换该模型,将其导入机械系统动力学自动分析（Automatic Dynamic Analysis of Mechanical Systems,ADAMS）软件,对ADAMS软件中构建的虚拟样机模型进行动力学分析,计算动车组齿轮箱齿轮的角速度、大小齿轮间的啮合径向力和法向力,并进行相应的对比分析。     

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。     

基于车辆动力学的动车组轴箱轴承动态载荷计算方法

轴箱轴承动态载荷计算结果的准确性对轴承寿命评估具有重要意义。考虑轴承的时变刚度特性,建立某型高速动车组的轴承-车辆-轨道-结构刚柔耦合动力学模型;研究该模型与传统旋转铰车辆动力学模型的轴承动态载荷计算结果的差异,进一步分析轴承刚度与载荷之间的相关性以及动态刚度的分布特征。结果表明,在典型轨道不平顺激扰下,耦合模型与旋转铰模型的轴承边界载荷计算结果基本一致;在实测车轮不平顺激扰下,相比旋转铰模型,耦合模型计算的轴承纵向、横向和摇头载荷幅值整体上偏小,垂向和侧滚载荷幅值整体上偏大,且差异主要集中在100 Hz以上的部分;轴承的垂向刚度与垂向载荷之间具有显著的线性相关性;从动态刚度统计的角度,分别给出轴承的纵向、横向、垂向、侧滚和摇头等效刚度,为4 790 MN/m、58.8 MN/m、4 960 MN/m、3.44 MN·m/rad、18.2 MN·m/rad,可用于完善传统车辆动力学中的轴承建模。所提轴承载荷计算方法可为轴承寿命评估提供载荷参考依据。     

不同工况下动车组齿轮箱振动特性试验研究

为了研究不同工况下动车组齿轮箱振动特性,以某型动车组齿轮箱为例,通过模态试验和台架试验相结合的方法分析了影响振动的主要因素。研究表明,动车组齿轮箱的振动在变工况的条件下受转速影响较大,齿轮箱在特定转速下其特征频率会与箱体的模态频率重合引起共振,受其振形影响,轴向振动大于其它方向振动。通过试验分析了解了该型号齿轮箱的振动特性,为齿轮箱的分析与结构优化奠定了基础。     

Simulink环境下的Stewart平台的动力学仿真

以经典的Newton-Euler法建立的六自由度并联机构6-UPS(universal-prismatic-spherical)Stewart平台的动力学模型为基础,详细介绍了使用仿真工具Simulink按照并联设计思想设计的Stewart平台动力学并行仿真方案,并给出了仿真结果.经初步分析表明仿真结果与实际情况的运动状态是吻合的.     

新型160 km／h城际动车组制动性能的计算分析

根据新型160 km/h城际动车组制动系统的设计要求,运用有限元法对动车组在紧急制动工况下和模拟线路运营工况下制动盘的热容量进行计算分析,以及对初速度为160 km/h最大载重工况下的紧急制动距离进行计算。计算结果表明,新型160 km/h城际车制动性能满足动车组的正常运营要求。     

两种典型动车组车轮磨耗演变规律及其动力学影响研究

为对比不同线路、相同平台动车组车轮磨耗演变规律及其对动车组动力学性能的影响,对速度等级250 km/h的A、B两条高速线路上运行的同平台动车组车轮磨耗进行长期跟踪测试。将实测车轮踏面与实测钢轨廓形匹配,对比分析车轮磨耗对等效锥度、接触点分布等轮轨接触几何关系的影响。利用多体动力学软件建立动车组拖车动力学仿真模型,研究车轮磨耗演变规律对动车组动力学性能及轮轨滚动接触疲劳损伤的影响。研究结果表明,A线路车轮平均磨耗速率为0.05 mm/万km,踏面磨耗分布在-20～30 mm范围内,呈现凹形磨耗;等效锥度增大速率约为0.006/万km;轮轨接触点逐渐向钢轨轨肩处靠拢,存在明显跳跃现象。B线路车轮平均磨耗速率约为0.025 mm/万km,踏面磨耗分布在-35～50 mm范围内,磨耗分布较均匀;等效锥度稳定在0.03左右,随运营里程的增大没有明显的变化趋势,轮对横移量在10mm以内的轮轨接触点始终保持车轮踏面中部与钢轨轨顶中部接触,轮轨接触点分布均匀。随着运行里程的逐渐增大,A线路的动力学性能略有下降,B线路的动力学性能基本稳定。B线路的车轮表面疲劳指数小于A线路,车轮发生滚动接触疲劳裂纹的可...     

转臂定位节点非线性特性对动车组动力学性能的影响

橡胶弹性元件的动态特性通常与激励振幅和频率以及温度相关,针对某型号高速动车组的一系定位节点,在常温下进行了相关试验,得出了该橡胶定位节点在不同激励频率与不同激励振幅下的动态特性,在试验数据的基础上,建立了高速列车一系转臂定位节点的非线性动力学模型,并分析了其对于轮轨横向力与构架横向稳定性的影响,结果表明动车组转臂橡胶节点的非线性刚度在常温下与频率关联较弱,与振幅关联较强;采用非线性橡胶节点的动车组模型其轮轨横向力高于线性模型,其构架横向振动剧烈程度高于线性模型。     

-40℃低温下PCE型斜撑离合器动态接触特性分析

为探讨-40℃低温下PCE型斜撑离合器接触性能的特点,通过有限元方法建立了斜撑离合器的分析模型。在不限制楔块任何自由度的情况下,分析了不同时刻楔块外凸轮的接触应力,得到了-40℃低温下PCE型斜撑离合器的接触特性规律。结果表明:刚加载时,楔块外凸轮的轴向方向的最大Mises应力出现在弹簧槽边界所在的竖直平面附近;加载完成时,楔块外凸轮的最大Mises应力出现在轴向方向的中间部位;运行一段时间后,在左右弹簧槽之间的楔块外凸轮部分的应力基本不变,而左右两侧的应力将出现一定程度的下降;楔块在传动过程中将会出现轴向窜动。可见,极低温对斜撑离合器的动态接触特性将有显著的影响,有必要根据实际情况对楔块进行强化。