电枢运动引起电磁发射轨道的动态响应

电磁轨道发射装置中的电枢在受到推力向前移动的同时，轨道之间存在斥力．由于焦耳热效应的存在，电枢产生膨胀，同时对轨道产生一个挤压力，进而引起轨道的动态响应．本文将电磁发射装置的轨道简化为移动载荷作用下弹性基础上的简支梁．根据梁的振动理论，建立动力学微分方程，并应用数值分析方法，求得了电枢对轨道挤压作用下的轨道的位移动态响应；分析了电流强度、地基弹性系数、地基阻尼等参数对轨道位移的影响．其结果可为轨道结构设计提供必要的理论根据．     

变速移动弹簧阻尼质量系统作用下梁的动态响应

为了分析移动载荷作用下梁的动态响应问题,建立了移动振动质量系统作用下梁的动力学模型,推导出带有附加矩阵和附加向量的时变动力学耦合方程,并整理成便于数值求解的二阶微分方程组,通过与移动力模型和移动质量模型的比较,验证了这一方法的可行性,在算例中比较了移动载荷不同运动情况下梁的挠度、弯矩和剪力动载系数.     

移动车辆桥梁系统中的振动能量获取

本文对移动车辆作用下桥梁系统的振动能量俘获进行了研究.将车辆模型简化为车轮--弹簧--阻尼器--簧上车身质量体系,桥梁简化为对边简支对边自由板模型,压电俘能结构采用粘贴有压电晶体材料的悬臂梁并在其末端附加一质量块.对于这个耦合动力学模型,首先,通过板壳振动理论推导出了移动车辆作用下板的运动微分方程;其次,根据欧拉伯努利梁振动理论和基尔霍夫第一定律得到了以桥梁振动响应作为激励的悬臂梁动力学--压电耦合方程;最后,对耦合运动微分方程进行了求解并对其数值模拟结果进行了分析.结果表明:采用设计的压电俘能结构可以有效地收集桥梁系统的振动能量,而压电装置的位置、压电梁的厚度、集中质量、车辆速度对压电俘能效率都有一定影响.     

风力机叶片大挠度挥舞振动特性分析

分析了风力机叶片大挠度挥舞振动特性.基于Hamilton原理,建立了叶片大挠度挥舞振动控制方程,其中非稳态气动力由Greenberg公式得出.使用瑞利-利兹法求解振动特征问题,得到振动的频率和无阻尼模态函数.基于得出的模态函数,使用Galerkin方法将控制偏微分方程离散,得到模态坐标方程.将振动位移分解为静态位移和动态位移,得到了静态位移和动态位移方程,考查了入流速度比对静态位移和气动阻尼的影响,并对大挠度挥舞振动动态响应进行了分析,得到如下结论：大挠度挥舞振动静态位移沿叶片展向随入流速度比的增大而增大,叶尖处位移最大；当入流速度比较小时,振动为小振幅的周期运动,入流速度比较大时,振动为大振幅的拟周期运动.     

参数化列车碰撞平台的动力学建模与仿真

轨道车辆的设计过程中,有限元碰撞仿真方法建模复杂、修改周期长.为快速计算准确的列车碰撞响应,基于车辆-轨道耦合动力学理论,使用Matlab程序语言,建立参数化列车碰撞平台.根据实际参数,将车辆实体模型转化为数学模型,将连续轨道模型离散为弹性点支承模型;基于Hertz接触理论,使用向量法建立轮轨相互作用模型;将车钩缓冲装置、吸能防爬装置和悬挂装置的力学特性转化为非线性迟滞特性数学模型;采用修正双步长显式积分算法对参数化模型进行时域求解.将有限元仿真结果与参数化仿真结果在速度、加速度以及最大轮对抬升量方面进行对比,结果表明,两种模型的速度变化趋势相同,加速度绝对误差小于1m/s2,轮对抬升量峰值相对误差1.67％,各项指标的相对误差保持在10％以内,对参数化列车碰撞平台的准确性进行了验证.研究结果为揭示列车碰撞后的响应机理建立了仿真基础,为轨道车辆的耐撞性设计中参数的选定提供了一定的理论支撑.     

横向磁场中矩形薄板在分布载荷作用下混沌分析

在建立置于横向稳恒电磁场中,同时受横向均布载荷作用四边简支的金属矩形薄板的受力模型的基础上,推导了金属矩型薄板的磁弹性耦合动力学方程,求得了该模型振动系统的异宿轨道参数方程,并根据Melnikov函数方法,推导并求解了振动系统的异宿轨道的Melnikov函数,最后给出了判断该系统发生Smale马蹄变换意义下混沌运动的条件和混沌运动判据.由此可对矩形薄板在机械载荷和电磁载荷共同作用下的分岔和混沌进行分析.本文给出的方法可以推广到其他不同边界条件和不同外载荷条件下弹性薄板的磁弹性振动问题的研究.     

周期载荷下电活性聚合物圆柱壳的动力响应

基于非线性动力学理论研究了不可压电活性聚合物圆柱壳在内表面周期载荷作用下的运动与破坏等动力响应问题.通过对所得描述圆柱壳内表面运动的非线性常微分方程的数值计算和动力学定性分析,发现存在临界载荷和临界电压;当周期载荷的平均载荷值小于临界载荷及外加电压小于临界电压时,圆柱壳的运动随时间的演化是拟周期性的非线性振动.反之,圆柱壳将被破坏.讨论了外加电场和载荷参数对临界值和圆柱壳运动特性的影响.     

横向流中细长圆柱的热弹性颤振

研究了细长圆柱体在热环境下的横向流致振动.应用迦辽金法将非线性运动控制偏微分方程离散为常微分方程组,首先分析了热载荷对系统临界流速的影响,然后采用数值方法得到了系统分岔区,以及它在参数空间的分布情况.应用分岔图、相图对系统的运动性质进行了判定.系统随着参数的变化呈现周期运动,温度增加,系统发生颤振的临界速度减小.当温度载荷不变时,流速增加,系统周期振动的振幅越来越大,系统发生极限环振动,周期3运动、拟周期运动和混沌运动.     

深海采矿扬矿管非线性动力学特性分析与仿真

通过对深海采矿扬矿管非线性动力学特性进行分析,将扬矿管简化为非线性梁单元,建立有限元模型;采用有限元法进行动力学理论分析,在MATLAB软件中运用Wilson-θ直接积分法进行数值计算.研究结果表明,在六级风况下,扬矿管纵向位移振动和速度的响应均为简谐运动,振动幅值由上到下逐渐增加,每个周期内的最大振动幅值不相同,速度响应由上到下逐渐变大,表明扬矿管纵向位移振动的变化速率加快.通过Simulink仿真分析验证了理论计算的合理性.     

超声速气流中复合材料壁板的动力学分析及其控制

超声速飞行器外表具有大量的蒙皮壁板结构,其在巡航过程中会受到气动、热、声及机械等载荷的联合作用.本文针对超声速气流中的复合材料壁板结构,基于一阶剪切变形理论(First-Order Shear Deformation Theory,FSDT)和超声速活塞理论,推导得到了复合材料壁板的气热弹动力学的能量泛函,并运用Hamilton原理变分求得系统的控制方程,利用牛顿迭代法结合Newmark法,求解获得了壁板的临界颤振动压和时域动力学响应.通过变参数计算,分析了不同参数对于壁板动力学响应的影响.最后,应用非线性能量阱(Nonlinear Energy Sink,NES)对复合材料壁板的动力学响应进行颤振控制,结果表明,NES可以有效降低壁板的颤振极限环振幅,从而极大提高超声速飞行器的可靠性和寿命.     

高速重轨平直度在线检测研究

重轨的平直度检测是重轨生产过程中重要的一个环节,该项检测的速度、准确性、稳定性等因素直接影响重轨总体质量。 本文以中国某大型钢铁集团轨梁厂的重轨平直度检测现状为背景,利用激光传感、数据采集、计算技术等现代技术,设计了一套基于并行计算的重轨平直度在线检测系统。系统采用14个激光位移传感器和2个旋转编码器分别对于重轨的7个水平方向位移测点、7个竖直方向位移测点、和重轨传输方向的位移进行实时测量,得到的信号转换为数字信号后,在PC机内通过GPU并行计算进行同步配准、块内数据分析、块间数据分析、帧间数据分析等处理,除去粗糙度、氧化铁皮、高频振动、低频振动等干扰,最后得到并输出平直度信息。实验及现场应用表明,该方法检测速度可达到3m/s、精确度可达到0.1mm.     

GZB-20型轨道式应变传感器

介绍了轨道式应变传器的结构与工作原理,给出具体试验结果,指出该传感器适用于各种有轨道的天车轨道衡。     

地铁AFC系统中的票卡读写器设计

票卡读写器在地铁AFC(自动售检票)系统中属于票卡业务的核心部件。基于重庆地铁应用实例,阐述了地铁AFC系统的组成结构和票卡读写器在AFC系统中的地位;分析了票卡读写器的系统构成、票卡操作的原理;根据重庆地方票卡规划系统性阐述了读写器的系统软件设计和多任务规划;对多任务中的重要任务(读卡任务和数据任务)进行了较详细的阐述;分析了票卡处理业务的软件实现细节。目前该票卡读写器已经应用于重庆地铁系统中,运行稳定,性能符合要求。     

基于LabVIEW的钢轨阻抗特性测量系统

改进型多特征脉冲轨道电路可以较完善地解决原有站内轨道电路"分路不良"问题。钢轨作为它的主要部件,分析其阻抗特性随不同频率信号的变化情况,对该电路电气特性的分析与优化设计具有重要意义。但是,已有的阻抗测试方法或系统只能对单点频率下的钢轨阻抗进行测量。针对该问题,在LabVIEW软件平台下,构建了一款基于专业声卡的轨道电路钢轨阻抗测量系统。该系统能够实现一定频带扫频下,各频点钢轨阻抗值的实时测量。采用多通道数据采集,具有测量精度高、频响范围宽等优点。将从硬件和软件的设计与实现等方面对系统结构及功能进行介绍,并通过测量实例说明该测量系统在阻抗测试方面的优势。     

Rail system decreases physical strain in milking

The physical strain of milking can be reduced by improving work methods. The aim of this study was to investigate the influence of the rail system (Alfa Line) on the physical strain and work time in tie stall milking. The measurements were performed before the installation of the rail system and after the one year of using the system. The subjects were two male and three female farmers (age 42 ± 2.1 years, mean ± SD), working daily in their barns. The mean heart rate (HR) and heart rate range (HRR) of the four subjects was lower when milking with the rail system. The simultaneous bent and twisted back postures decreased from 29.1% to 10.6% (p < 0.05). Postures with the arms held above shoulder level were reduced to about a half. The proportion of standing with both legs straingt increased and squatting postures diminshed in milking with the rail system. The mean milking time per cow was 3.8 min with the traditional machine milking method and 2.9 min with the rail method. This technical equipment reduced especially the musculoskeletal load in tie stall milking.     

蓄压式共轨燃油喷射系统的计算机仿真

该文介绍了共轨燃油喷射系统仿真模型和喷油过程的计算机仿真。在共轨燃油喷射系统中，燃油是由一个高压蓄压轨分配到各个喷油器中去的，而蓄压轨是由一个高压泵来填充的。高压蓄压轨中的压力、各个缸喷油的开始和结束都是电控的。基于共轨燃油喷射系统工作原理，该文主要涉及高压泵、调压阀、限流阀和喷油器的建模、整个系统回路的液力特性分析，最后实现共轨燃油喷射系统功能和过程的计算机仿真。仿真方法和仿真结果对燃油喷射系统的研究和开发提供了一个有效的工具。     

轨道电路分析的微分法模型

轨道电路是铁路信号系统中的信号传输通道，它在铁路信号系统中有着至关重要的作用。本文从微分法的角度建立了一种轨道电路的分析计算模型，它相对于以前广泛使用四端网络模型来说有着分析结果更为准确、详细的优点。     

FDD-LTE高速铁路覆盖方案探讨

根据双工方式的不同,LTE(Long Term Evolution)可以分为FDD-LTE(频分双工)和TDD-LTE(时分双工)两种制式.其中,FDD-LTE作为新一代的通信技术,在无线通信网络中将被大规模应用,但长期以来,高速移动场景的无线网络建设一直是移动通信技术发展的难点.通过深入分析高速铁路FDD-LTE网络覆盖中存在的问题,提出了基于LTE技术的高铁无线覆盖解决方案,希望对相关单位有所帮助.     

铁路检测仪中陀螺仪的信号采集电路设计

铁路检测仪系统设计中,采用光纤陀螺仪完成对铁路平顺度相关参数的采集,使用电压补偿方法解决所采集角度的相对零点数据浮动问题,并推导了该方法的计算过程.实验表明,该方法达到了预期目标,数据稳定性得到明显改善.     

城市轨道交通维护管理系统

根据客户的实际需要,提出一种集成了传统微机监测系统功能的新型维护管理系统(MMS)解决方案,介绍其产生背景、系统工作环境、软硬件接口、设备构成、系统性能、功能需求及子功能分配。