车窗开闭状态对双层列车车厢内火灾烟气特性的影响

车窗开闭状态对列车火灾影响较大,而在现有研究中,对双层列车火灾烟气特性研究较少。基于计算流体动力学理论(Computational dynamics theory, CFD),建立双层列车单节车厢的火灾数值计算模型,采用大涡模拟方法(Large eddy simulation,LES)对车内流场进行数值模拟。在火源位置、火源功率以及列车运行速度等参数不变的条件下,研究不同位置车窗的开闭状态对双层列车上下两层车厢内烟气特性的影响。结果表明,打开不同位置的车窗对车厢内烟气特性影响较大;打开火源前方的车窗使双层列车整节车厢的烟气层高度升高、CO浓度降低、烟气温度下降,车厢内烟气向有利于乘客逃生的方向发展;打开火源后方的车窗只降低车厢后部区域CO浓度和烟气温度,烟气层高度升高。根据研究结果,为双层列车逃生疏散设计提供参考。     

基于ZigBee的便携式无线列车轴温监测系统设计

列车车轴是列车重要部件之一,极易受到列车运行环境影响,是易损耗部件。随着中国铁路的不断提速,准确实时监测列车轴温度关系到列车的正常安全运行。本设计提出一种基于Zig Bee开发平台的便携式轴温监测系统,当列车的轴温监测系统出现故障时,可使用该系统应急监测轴温以保证列车正常运行。该系统包括协调器节点以及一系列车厢采集终端,下位机采集终端节点采用DS18B20数字温度传感器采集温度数据,通过Zig Bee组建的无线网络将温度数据传输到协调器,协调器Zig Bee内置的增强型8051 CPU处理温度数据,再将温度数据通过串口通信的方式发送到PC终端,车辆管理人员在列车上通过笔记本电脑使用上位机软件对轴温进行实时监测。     

空调列车车厢内CO_2浓度变化率的探讨

CO2浓度偏高是导致空调列车车厢内空气品质不佳的主要原因之一。本文以列车车厢内的CO2浓度作为研究对象,通过建立车厢内CO2浓度、旅客人数、时间这三者之间的微分方程,得到空调列车在起点站和终点站时车厢内的CO2浓度变化曲线,并依据变化规律提出相应的改进措施,达到改善车厢内空气质量的目的。     

考虑轮-地接触的汽车盘式制动器模拟制动试验台设计

针对现有制动试验台无法真实反映汽车在路面行驶制动过程的局限性,设计了1个用于模拟汽车轮胎与地面接触并产生和测试制动过程的制动试验台,该试验台能够模拟汽车惯量、汽车对地面的压力以及路况,可以针对不同的盘式制动器、轮胎以及地面材质开展制动试验。试验台采用PLC作为下位机,以LabVIEW为上位机软件开发平台设计了测控系统,通过各传感器获取相关制动参数。整个装置操作简单、功能拓展性强、安全稳定性较高,较好地实现了试验台的实时监测与自动化控制功能。     

空调列车车厢内CO2浓度变化率的探讨

CO2浓度偏高是导致空调列车车厢内空气品质不佳的主要原因之一.本文以列车车厢内的CO2浓度作为研究对象,通过建立车厢内CO2浓度、旅客人数、时间这三者之间的微分方程,得到空调列车在起点站和终点站时车厢内的CO2浓度变化曲线,并依据变化规律提出相应的改进措施,达到改善车厢内空气质量的目的.     

高速地铁列车空气阻力数值模拟研究

针对高速地铁列车空气阻力直接影响列车运行速度、能耗及安全,采用三维数值模拟方法对6编组全尺寸列车运行在设置有通风竖井的区间隧道的列车空气阻力进行研究,对隧道内空气阻力随时间变化、列车各节车厢阻力的分布特性、每节车厢转向架在整车阻力所占的比重情况进行分析.研究结果表明:列车逐渐向竖井靠近的时间段内,阻力系数一直在下降,最小值为1.57;在经过竖井的时间段,阻力系数大大增加,最大值为4.85,是最小值的3.08倍.列车匀速行驶时,尾车空气阻力在整车中占比最大,头车略小,分别为39.6％和24.7％;过竖井正下方时,头车空气阻力占比是整车的一半之多,达到了53.9％.过竖井前,前5节车厢转向架阻力在35％～45％内波动,尾车的仅占12.7％;过竖井时,4车厢转向架阻力占比最大,最大值为52.7％,头车的降到了17.0％;过竖井后,中间4车厢转向架区域占比最大,头车尾车的占比略小.     

横风下高速列车的非定常气动特性及安全性

为研究横风下不同路况(平地、路堤、桥梁)运行时的高速列车非定常气动特性及安全性,基于空气动力学和多体系统动力学理论,建立高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型。采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法,计算在横风下运行速度为300 km/h列车的周围流场,风速为17.1 m/s,风向与列车运行方向垂直,得到各路况运行时高速列车车体所受非定常气动力的时域特性、频域特性及列车周围非定常流动结构。根据高速列车整车试验规范,以脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力为安全性指标,分析不同路况下列车的运行安全性。结果表明,横风中列车所受气动载荷存在明显的非定常性,各车辆的气动载荷功率谱密度存在明显峰值,气动载荷主频集中在5 Hz以内;复线路堤背风侧运行列车的安全性最差,其次为复线桥梁迎风侧、复线桥梁背风侧、复线路堤迎风侧、平地。     

高速列车并行运行风致安全性分析

结合高速列车的空气动力学和多体系统动力学,研究300 km/h高速列车并行运行时的风致安全性.在研究中,建立包含由头车厢、中间车厢、尾车厢组成的正线列车和由一节头车厢、一节尾车厢组成的中转列车的高速列车空气动力学模型,分析不同线间距与通道占比情况下高速列车并行运行时的气动载荷变化规律.在此基础上,建立高速列车并行运行时的多体系统动力学模型,将气动载荷作为外加负载作用于高速列车,分析高速列车的运行安全性,进而为300 km/h高速列车受侧风影响时的安全并行运行提供参考.     

轮缘润滑对列车曲线通过动态响应影响分析*

为研究轮缘润滑对重载列车曲线通过性能的影响,建立重载列车-轨道三维耦合动力学模型,该模型主要包含重载列车系统模型、有砟轨道系统模型和考虑多点接触和复杂接触状态的轮轨滚动接触模型。利用该模型对比分析惰行工况和驱动工况下,轮缘润滑对重载列车曲线通过时轮轨动态相互作用的影响。研究结果表明：轮缘润滑对机车曲线通过时的轮轨动力相互作用影响显著,在机车轮对通过小半径圆曲线过程中,当存在轮缘润滑时,外侧轮缘位置处的轮轨纵向蠕滑力明显较无轮缘润滑时明显降低,轮对导向能力削弱;在惰行和牵引工况下通过圆曲线时,存在轮缘润滑的轮对冲角均明显增大;轮缘润滑对重载列车钩缓系统响应影响不大。     

川藏铁路长大坡道高速动车组车轮磨耗特征

川藏铁路的建设面临着极端的地质灾害与极差的工程环境两大挑战,列车运行线路的空间复杂性势必会对轮轨磨耗性能造成影响。为探究列车在复杂的空间线型环境下的磨耗规律,根据川藏铁路的线路设计参数设置长大坡道与平面曲线的叠加线路,建立高速动车组动力学模型与车轮磨耗预测模型,仿真分析牵引制动条件下动车组在长大坡道上运行时的车轮磨耗特征。结果表明:LMA型车轮踏面的CR400-AF高速动车在坡道-曲线叠加路况上运行时,前位转向架的轮轨接触状态为两点接触,后位转向架的轮轨接触状态为单点接触;平面曲线与坡道的相对位置对动车组车轮磨耗存在一定的影响;随着曲线半径的增加,车轮的磨耗深度逐渐降低,且降低的趋势越来越小。动车组在坡道-曲线路况上的长期运行过程中存在临界里程和临界速度,为防止车轮的剧烈磨耗,建议在动车组长期运营过程中应尽量避免以临界速度或更低的速度运行,在运营里程超过临界里程时应及时对车轮进行镟修。     

公路层间剪应力检测实验平台研制与应用

为了完善长安大学公路学院交通工程类专业本科生的实验教学课程,设计开发了一套公路层间剪应力检测实验平台,该实验平台可以有效检测施工后公路面层与基层结合面的粘接强度。该实验平台主要由步进电机、减速机构、推力机构和力传感器组成。工作时,步进电机通过减速机构和推力机构将马歇尔试样推断,力传感器将马歇尔试样断裂所需的剪应力上传至控制系统,控制系统使剪应力数据以曲线图的形式显示在显示器上。经测试证明,该实验平台对公路层间剪应力的检测结果准确可靠。使用该检测实验平台可以有效训练学生进行路面抽样检测的专业技能,为其公路施工检测专业技能的培养奠定了良好的基础。     

列车TCU开发平台的研制

为了进行列车牵引变流控制系统（TCU）的研发,本文构建了运行模式与现行列车电力牵引系统相同的列车牵引变流控制系统（TCU）开发试验平台.该试验平台由牵引变流控制系统动力试验平台和TCU控制策略开发平台组成,实现了在实验室条件下TCU功能的实现以及对TCU控制策略的研发.     

Comparative Study of Trajectory Tracking Control for Automated Vehicles via Model Predictive Control and Robust H-infinity State Feedback Control

A comparative study of model predictive control(MPC) schemes and robust H_∞ state feedback control(RSC) method for trajectory tracking is proposed in this paper. The main objective of this paper is to compare MPC and RSC controllers' performance in tracking predefined trajectory under different scenarios. MPC controller is designed based on the simple longitudinal-yaw-lateral motions of a single-track vehicle with a linear tire, which is an approximation of the more realistic model of a vehicle with double-track motion with a non-linear tire mode. RSC is designed on the basis of the same method as adopted for the MPC controller to achieve a fair comparison. Then, three test cases are built in CarSim-Simulink joint platform. Specifically, the verification test is used to test the tracking accuracy of MPC and RSC controller under well road conditions. Besides, the double lane change test with low road adhesion is designed to find the maximum velocity that both controllers can carry out while guaranteeing stability. Furthermore, an extreme curve test is built where the road adhesion changes suddenly, in order to test the performance of both controllers under extreme conditions. Finally, the advantages and disadvantages of MPC and RSC under different scenarios are also discussed.     

便携式列车舒适度与平稳性测试仪的设计与实现

便携式列车舒适度与平稳性测试系统由上位机和下位机组成,上位机完成数据的计算、存储、显示等功能;下位机以TI公司TMS320F2812为核心,完成振动数据采集、处理、显示和传输等功能。本文详细介绍了该系统的硬件和软件设计、上位机调试、实车测试等。软件设计由CCS平台完成,给出了程序流程图及具体程序段;硬件设计给出了系统各模块电路图及硬件实物平台;上位机调试由LABVIEW平台完成;实车测试在某线某车上完成,并获得了相应的试验数据。同时,将测试仪测得的列车运行舒适度及平稳性指标与上位机计算结果进行对比,结果显示:检测值与计算值基本吻合,误差均在10%以内,符合工程测量要求。     

基于工况识别与多元非线性回归优化的能量管理策略

为给混合动力汽车智能管理策略提供基础,开展了基于学习向量化(LVQ)神经网络的工况模式识别算法研究。选取4种典型微观道路类型工况和3类标准循环工况,提取11个参数为训练特征数据,建立了LVQ神经网络工况模式识别算法;在此基础上,以某款混联式动力系统为例,结合多元非线性回归分析制定相应控制策略;最后,基于Simulink仿真平台建立LVQ神经网络工况模式识别及整车仿真模型,分别采用中国城市典型循环工况以及构建UDDS+NYCC+UDDS的标准行驶工况进行道路工况识别验证。结果表明,所建立的LVQ神经网络工况识别算法可以准确识别工况模式并能有效提高能量管理策略的控制效果。     

基于VB的液压马达测试台计算机测控系统

该文设计了一种基于VB6．0的液压马达测试台计算机测控系统。此系统实现了液压马达型式试验的数据采集及处理、液压马达的特性曲线绘制及测试数据库等功能，并通过主机与PLC的通讯实现系统的控制功能。该系统操作简便，功能强大，可完全满足液压马达型式实验的测试要求。     

反求NURBS曲线及其插补算法的研究与应用

在模具设计和制造中,通过三坐标测量仪测量出复杂产品外形曲面上的型值点,通过NURBS反算构建NURBS模型。现代计算机数控系统中已经普遍使用NURBS插补,但大多数NURBS插补算法都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度。因此,提出限定弓高误差自适应进给速度的NURBS曲线插补算法,实现产品的精确造型与精密加工。     

自然环境下基于颜色聚类和颜色距离的死钩检测

针对目前火车死钩检测无法自动实现的问题,提出了一种自然环境下基于颜色聚类和颜色距离的死钩检测方法.根据死钩和车厢颜色的对应关系,使用CCD(charge-coupled device)相机获取现场车厢图像并提取前景区域和背景区域的颜色特征,通过分析该颜色信息的差异来判断车厢之间的连接是否为死钩.首先获取特定区域的颜色信息,然后采用FCM(fuzzy Cmean)聚类算法对颜色信息进行分类得到该区域的单一颜色特征,最后根据HLC(hue,lightness,hromatic)颜色空间和人类颜色视觉的相似关系,计算颜色特征对的NBS(national bureau of standards)颜色距离.利用翻车作业现场火车车厢图像进行检测,实验结果验证了该方法具有对颜色差异的高敏感性和识别的准确性,可以满足实际死钩检测的需要.     

基于LabVIEW的散热器性能测试系统的设计

散热器是飞机环境控制系统的重要附件,该文提出了一种基于LabVIEW的散热器性能测试系统。系统运用LabVIEW软件开发平台,结合计算机、PCI-6013、SR93PID调节器等硬件构建了一个数据采集、效率测试系统,具备温度、流量等参数的自动控制功能,实现了散热器性能的自动测试,直观显示效率曲线、流阻曲线。现场应用表明,该系统控制精度高,运行稳定可靠。     

A scanning visualizer of the magnetic field distribution

A facility consisting of a three-coordinate positioning system, a personal computer, and a Hall probe is capable of measuring and visualizing the configuration of magnetic fields above objects with a spatial resolution of 0.1 mm or better. The potential of the facility is demonstrated by measuring the configuration of the magnetic field above the system of two Sm-Co magnets with oppositely connected poles. The visualizer can be used in nondestructive testing and quality control of parts made of ferromagnetic materials and, in particular, welded joints.