高速列车悬挂系统连续混合控制策略的设计与仿真分析

在传统开关型半主动控制方法的基础上,提出了一种线性连续型天棚-加速度阻尼(skyhook-acceleration driven damping,SH-ADD)控制算法,用于提高半主动悬架在中高频区域内的控制效果。以国内某型高速动车组列车为原型,建立了两自由度1/4车横向动力学模型,用于设计改进的线性连续型SH-ADD半主动控制策略。以乘坐舒适性为控制目标,分别采用单频谐波激励和宽频轨道不平顺激励进行仿真,对不同控制策略作用下的系统振动特性进行对比分析。采用整车模型对控制算法进行了舒适度验证。研究结果表明:相比改进前的控制策略,新型半主动控制策略在高频范围内的振动控制效果更好。     

铁道车辆滚动轴承外圈故障数值模拟与实验

提出了一种故障轴承的三维建模方法,并采用数值模拟和实验研究相结合的方法分析了352226X2-2RZ型双列圆锥滚子轴承在正常状态和外圈剥离故障状态时的故障特征频率。首先,利用三维实体建模软件Solidworks建立了正常状态和外圈剥离故障状态的轴承模型;然后,将模型导入ADAMS中添加约束和驱动,并对两种模型进行动力学仿真分析;最后,利用轮对跑合实验台对故障轴承进行试验测试分析,试验结果与仿真结果十分吻合。研究结果证明了所提出的建模和仿真方法的正确性。     

配合关系对弹性环式挤压油膜阻尼器减振特性的影响

为了研究配合关系对弹性环式挤压油膜阻尼器减振特性的影响,搭建了带弹性环式挤压油膜阻尼器的转子实验系统,设计了两套弹性环组件。通过改变弹性环凸台的配合关系及转子的不平衡质量,实验研究了弹性环式挤压油膜阻尼器的减振特性。实验结果表明:弹性环的内凸台为过盈配合时可能导致阻尼器减振失效,为间隙配合时减振效果更好;外凸台配合关系的变化不会导致阻尼器减振失效;凸台为间隙配合时,弹性环的减振效果及转子的响应与不平衡质量的关系线性度更高。提出了设计与应用弹性环式挤压油膜阻尼器时,应保证内凸台为间隙配合的设计建议。     

基于风洞试验和数值模拟的双矩形断面涡振气动干扰研究

采用节段模型风洞试验和CFD数值模拟对宽高比为5∶1的双幅矩形断面涡振气动干扰进行了研究。分析了不同水平间距对双矩形断面竖弯和扭转涡振响应的影响。在水平间距比为1.2时进行了动态压力测试,并分别对竖弯和扭转涡振风速下的脉动风压场进行POD分析。结果表明双矩形断面间存在显著的气动干扰,且一般而言下游断面的涡振响应大于上游断面。前两阶本征模态与双矩形断面涡振相关联,由前两阶本征模态可重构脉动风压场。CFD数值模拟的结果表明双矩形断面的涡振符合“撞击剪切层失稳机制”,且一个周期内上游断面下风向以及下游断面上风向区域的流动变化较为显著。CFD模拟与POD分析的结果相符合,两者相结合可用于分析双矩形断面的涡振现象。     

应力状态对水泥砂浆侵彻性能的影响

研制了真三轴应力状态作用下混凝土侵彻实验装置。该装置采用液压伺服控制系统对立方体试件施加三向独立的静载、采用高压气体驱动子弹侵彻试件;同时,试件六个面的动态信号可由六根杆上的应变片记录。以M10水泥砂浆试件为例,研究水泥砂浆在不同的应力状态下的侵彻性能,建立了相应的数据处理方法,对比分析了立方体试件无侧限、单向侧限、双向侧限下侵彻差异,揭示出应力状态对侵彻性能的影响。该研究对防护工程等领域有很好的参考意义。     

调节阀振动特征的研究进展

为全面认识调节阀振动问题,以近年国内工程领域调节阀振动事故案例为引,从外激振动和流激振动两个方面分析了调节阀振动产生机理,从实验方法、理论模型仿真和数值模拟三个角度总结了调节阀振动研究方法,从根源减振与传播减振两种类型回顾了调节阀振动抑制措施。经过分析总结,探讨了目前研究存在的主要问题,并给出了展望:流激振动机理研究还不够完善,不同类型的流激振动无法区分,应建立特征识别技术,并开展竞争机制研究;实验方法与理论模型仿真各有局限,有待提高。不同数值模拟方法的准确性与资源消耗比较有待探索;应建立调节阀品位评价体系,对高品位调节阀开发根源减振措施,对低品位调节阀选用传播减振措施。     

圆柱体入水空泡壁面运动特性与空泡演化关系实验研究

为了获得入水空泡壁面的运动特性与空泡演化之间的关系,进而对入水空泡演化过程开展定量划分研究。采用高速摄像的方法对低弗劳德数条件下的圆柱体入水开展实验研究。通过对比具有水平速度的圆柱体以不同倾角入水空泡,分析了入水空泡壁面运动特性与空泡演化过程的关系,并基于空泡壁面运动特性划分空泡演化各阶段,分析了空泡演化在各阶段的流动机理。实验研究结果表明:空泡壁面的运动特性与空泡演化过程紧密关联,根据空泡壁面位移和运动速度变化规律可定量划分空泡演化阶段。空泡的闭合形式对于具有水平速度的圆柱体入水所形成的空泡的演化过程有显著影响,若空泡发生表面闭合,则空泡演化包含了空泡敞开、空泡体积膨胀、空泡拉长以及溃灭后四个阶段,无量纲分界时间分别为T=2.8、T=5.4和T=6.9;若空泡发生深闭合,则其演化过程仅包含空泡敞开、空泡闭合以及空泡溃灭三个阶段,并以时间T=2.8和T=8.4为分界。根据空泡壁面的运动特性划分空泡演化各阶段的时间特性非常明确且没有相互重叠。     

On-off控制对高速动车组综合动力学性能的影响分析

利用ADAMS-Matlab联合仿真的方法研究了on-off半主动控制对高速动车组的横向平稳性、运动稳定性和安全性的影响。根据国内某型号高速动车组的参数,利用多体动力学软件ADAMS/Rail建立了满载工况下的单车动车组模型。随后,运用ADAMS-Matlab联合仿真的方法对被动控制和on-off半主动控制条件下的动车组模型进行了仿真分析,仿真考虑了不同运行速度和不同线路条件等工况。最后,分别计算了两种控制条件下高速动车组模型的横向平稳性、运动稳定性和安全性能。从分析结果可知：与被动控制相比,on-off控制下车辆的横向平稳性指标可大幅提升35.5%,但非线性临界速度降低了16.6%,高速运行工况下的安全性指标也严重下降。因此,on-off控制策略在高速动车组上应用时存在严重缺陷,需要对其进行改良方可应用。     

一种基于EMD和典型谱峭图的改进型共振解调方法

针对传统共振解调方法中带通滤波器带宽和中心频率的选取缺乏自适应性的问题,提出了一种基于EMD和典型谱峭图的改进型共振解调方法。该方法借助EMD优良的降噪效果,结合典型谱峭图方法,不但可以自适应地优化带通滤波器参数,还可以提高信噪比,增强故障冲击信号。通过对含典型故障的滚动轴承振动信号进行分析,验证了该方法在提取微弱故障特征上的有效性。     

吴家湾连续梁桥轻型三角挂篮设计

挂篮设计是特大桥梁施工中的一项关键技术.结合吴家湾大桥工程实例,介绍挂篮的形式及发展方向,分析了优化三角挂篮的设计及施工要点.该三角挂篮自重轻、行走方便、效率高,值得推广.