基于垂向运行平稳性的高速列车参数设计

针对高速列车车体结构等效载荷与结构模态之间的强耦合特性使车体在运行过程中产生弹性振动,影响客车运行平稳性问题,基于柔刚耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,计算了系统响应功率谱,分析了车辆悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体1阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大,速度越高,对1阶垂弯频率要求越高,提高车体结构阻尼和1系垂向阻尼、适当降低2系垂向阻尼可提高车体垂向运行平稳性。     

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。     

高速列车弹性车体垂向振动控制

建立包含车体弹性的高速列车单车刚柔耦合动力学模型.针对车体垂向振动,分别在一系悬挂和二系悬挂系统中采用半主动控制策略,研究控制策略对车辆运行平稳性的影响.结果表明,二系天棚阻尼半主动控制与二系阻尼连续可调型半主动控制均能有效降低车体低频处的刚性振动,相对而言,前者对于低频振动抑制效果更佳,但对较高频率的弹性振动无明显作...     

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。     

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.     

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。     

考虑车体弹性的集装箱平车动态响应分析

基于柔性多体系统动力学理论研究铁道集装箱平车动态响应。建立考虑车体弹性的刚柔耦合车辆系统动力学模型,并与多刚体模型的动态响应进行对比。仿真结果表明:弹性体模型的车体加速度均方根值(RMS)较刚性体模型大,最大差值为2.8 m/s2;频谱分析显示,车体1阶扭曲、1阶垂向弯曲和1阶横向弯曲模态对空车振动响应影响显著;加装集装箱会改变车体模态振型,主要表现为扭转弹性变形和局部的弹性振动,对车体端部垂向振动响应影响显著。     

山地地铁小半径曲线路段车辆/轨道参数对钢轨波磨的影响

针对山地地铁小半径曲线轨道钢轨波磨频发问题,根据现场调研建立车辆-轨道系统的动力学模型,探究车辆通过小半径曲线时轮轨间的接触特性。根据动力学分析结果建立半车车体-转向架-轨道系统的有限元模型,采用复特征值分析法研究半车车体-转向架-轨道系统摩擦自激振动特性,并研究车辆悬挂参数和轨道扣件参数对整体系统摩擦自激振动的影响规律。采用神经网络结合遗传算法对影响整体系统摩擦自激振动的关键参数进行多参数拟合,并求得车辆/轨道结构关键参数的优化解。结果表明：小半径曲线路段轮轨间的饱和蠕滑力导致半车车体-转向架-轨道系统的摩擦自激振动,从而引起钢轨波磨;车辆结构参数中一系悬挂横向刚度以及轨道结构参数中扣件垂向刚度、扣件横向刚度、扣件垂向阻尼对整个系统的摩擦自激振动具有明显影响。设置一系悬挂横向刚度为5.34 MN/m,扣件垂向刚度为25.45 MN/m,扣件横向刚度为6.9 MN/m,扣件垂向阻尼为6.06 kN·s/m时,能够有效抑制山地地铁小半径曲线轨道上钢轨波磨的产生。     

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。     

新型铰接系统参数对BRT客车转向动态性能的影响

为防止BRT客车前后车体发生折叠碰撞,设计了一种可在两车体间同时提供阻尼力矩和弹性力矩的新型铰接系统。建立了BRT客车转向运动的非线性动力学模型及新型铰接系统传力模型,在转向盘角阶跃输入的圆周运动工况下进行了变参数动态仿真,分析了铰接系统阻尼参数和刚度参数对BRT客车转向动态性能的影响。结果表明:仅能提供阻尼力矩的传统铰接系统无论阻尼参数如何变化,都不能防止BRT客车前后车体发生折叠碰撞及横摆振动,且折叠碰撞还会导致中轴轮胎发生侧滑现象;具有适当刚度参数的新型铰接系统可有效克服前后车体产生折叠碰撞、横摆振动与中轴侧滑,达到提升BRT客车操纵稳定性的效果。     

Analysis of surface finish in milling by power spectral density measurement

The power spectral densities (psd) of surface profiles of milled steel samples have been determined by analogue measurement techniques, ie by a spectral analyser. The recorded psd curves indicate the presence in the surface profiles of some periodic components. Increase of cutting speed during milling causes the spectral density values to decrease. By psd measurement it was possible: to distinguish between surface profiles with the same R_a value, but milled under different cutting conditions; and to detect axial run-out of the milling cutter, which results in waviness of machined surfaces.     

结构声疲劳寿命估算中的随机响应分析——功率谱密度法

通过对传统声疲劳分析方法的回顾，以及对声疲劳学科所涉及的理论领域的深入研究，作者认为传统的声疲劳分析方法在响应计算中存在明显不足，它仅考虑了少数固有频率甚至单一固有频率的影响，对一个宽频带的噪声激励谱的响应分析过于粗糙，对于高声压级的噪声载荷，由于非线性大挠度的影响使结构固有频率发生偏移，分析计算结果误差更大。为此，本文提出所谓功率谱密度法，完成了声疲劳寿命估算的随机响应分析     

功率谱密度函数评价方法探讨

高能量、高分辨力光学系统给传统的光学面形评价指标提出了新的要求。各项测试技术 ,信息理论的更新给我们的研究提供了可能。介绍采用 PSD功率谱密度函数来评价光学元件面形中频误差     

Monte-Carlo伪随机历程模拟在声疲劳分析中的应用功率谱密度法

传统声疲劳分析方法要求提供宽带声激励条件下的随机疲劳Ｓ－Ｎ曲线进行寿命估算，而目前在工程应用中却出现了随机疲劳试验曲线缺少和等效随机疲劳曲线应用限制条件多的现状，这是声疲劳深入发展的一大难题。本文在文［１］的基础上，将利用Ｍｏｎｔｅ－Ｃａｒｌｏ伪随机模拟的方法解决上述问题，使应用常规疲劳Ｓ－Ｎ曲线成为可能，并进一步完善声疲劳寿命估算的功率谱密度法     

磁悬浮车辆随机振动响应分析及其平稳性研究

以德国Transrapid磁悬浮系统为原型，建立了磁悬浮车辆/线路相互作用模型，高速磁悬浮线路随机不平顺则引入了分段功率谱表述模型。运用数值积分法和时频转换法对磁悬浮车/线、车/桥系统随机响应进行了仿真分析，并以先进地面交通车辆走行品质UTACV规范和铁道车辆Sperling平稳性指标对磁悬浮车辆运行平稳性进行评价。     

某矿用自卸车驾驶室的随机振动分析

本文首先测定某型矿用自卸车的驾驶室的振动，然后运用振动理论和有限元方法对某型矿用自卸车的驾驶室进行随机振动分析，并用ANSYS有限元软件进行仿真和分析，结果发现应力集中的部位，并对结果的改进提出一些建议。     

飞机舱门地面风载响应特性研究

为了保证舱门机构具有高的静态结构刚度、优良的动态结构性能，研究了自然界中脉动风的风谱及其数值模拟方式，介绍了采用风速功率谱密度方法进行随机风载分析的过程，建立了一个舱门打开状态的完整计算模型，分析了舱门在静态风载和动态风载下的位移响应。结果表明动态风载响应约为静态风载响应的４０．８％，研究结果为该型飞机舱门的设计提供了一定的理论依据。     

基于经验模分解的陀螺信号去噪

陀螺随机漂移是影响寻北精度的重要因素,小波消噪方法对小波基和分解尺度等因素依赖性较强。提出了一种新的基于功率谱密度准则的经验模态分解(EMD)去噪方法,可有效解决传统EMD去噪自适应滤波器截止阶数难以确定的难题,该方法将经验模态分解得到的固有模态函数(IMF)分为信号分量起主导作用模态与噪声分量起主导作用模态,并对噪声分量起主导作用的模态进行类似小波软阈值去噪的方法进行滤波,然后与信号分量起主导作用的模态共同对信号重建实现去噪。将该方法应用于测试信号与陀螺信号的去噪,结果表明:新方法能有效地判断噪声与信号起主导作用的模态分界点,具有良好的去噪效果,且不受主观参数的影响,具有自适应性。     

电动车后避震疲劳损坏概率估计

针对电动车后避震的疲劳失效损坏,提出疲劳损坏概率估计。通过研究随机信号峰值分布的规律,导出单位时间内峰值分布的概率密度函数,结合后避震上参考点的功率谱密度与S-N疲劳强度曲线,根据Pa lm gren-M iner线性累积疲劳损伤理论,推导出后避震达到疲劳破坏时的实际寿命(均值)与疲劳损坏概率。最后对两种不同车型(KBS,KCS)的后避震进行试验,根据所得的试验数据估计出后避震的疲劳损坏概率,结果表明其估计值与实际的疲劳损坏概率的统计值是相符的,从而验证了该方法的有效性。