刚柔耦合接触动态粘合算法研究

建立一种动态粘合算法,用于多体系统中刚体与弹性体或弹性体与弹性体接触问题的仿真。该算法通过装配矩阵和界面柔度矩阵构建接触界面粘合矩阵,用来传递接触力和位移,当接触位置改变时界面柔度矩阵和装配矩阵随之变化,粘合矩阵需要动态更新。利用该方法可以将刚柔耦合系统中相互接触的结构分成独立的子系统,分别在独立的程序或平台中进行分布式仿真。本文使用该方法进行刚体与弹性体接触仿真,和统一方程的刚柔耦合仿真结果基本一致。     

高速动车组抗蛇行减振器参数优化研究

蛇行运动是轨道车辆的固有属性,随着高速铁路的发展,高速动车组稳定性问题越来越突出,抗蛇行减振器对于车辆稳定性具有重要影响,通过优化抗蛇行减振器参数可以有效提升高速动车组运行性能。本文建立高速动车组车辆动力学模型,利用超拉丁采样选取减振器设计参数,并采用 KSM 模型进行动力学响应分析,最后采用 NS?GA?Ⅱ算法对抗蛇行减振器参数进行优化,并对优化前后的动车组动力学性能进行对比。结果表明：优化后参数下,XP55 标准车轮临界速度提高 15.28%,达到 463.8 km/h, XP55 磨耗车轮临界速度提高 13.71%。优化后参数进一步提升了车体的平稳性和舒适度,轮轴横向力减小。同时优化后参数降低了新轮工况和磨耗车轮工况下的车体和转向架横向加速度幅值,抑制了车辆横向振动。分析了减振器参数优化对接触点位置和车轮磨耗指数的影响,优化后参数减小了车轮横向接触点横移,速度为 250 km/h 时,XP55 标准车轮磨耗指数减小 14.65%,XP55 磨耗车轮磨耗指数减小 15.8%。因此,抗蛇行减振器参数优化后可以有效提高车辆稳定性和运行性能。     

基于曲线通过性能的地铁车辆动刚度转臂节点参数优化EI北大核心CSCD

地铁线路小曲线段众多,造成了地铁车辆车轮磨耗严重。当一系转臂定位节点采用考虑频变特性的变刚度转臂定位节点时,可以有效提高车辆的曲线通过性能和稳定性。首先,建立基于变刚度转臂定位节点的地铁车辆动力学模型,并分析其相关频变特性。然后,通过采用Kriging surrogate model-particle swarm optimization(KSM-PSO)算法对于变刚度转臂定位节点参数进行优化,其中以车轮磨耗和车体横向平稳性为优化目标,进一步优化出适合地铁车辆的变刚度模型节点参数。结果表明:采用优化后的参数其临界速度为211.8 km/h,相对于定刚度模型临界速度增大4.1%,优化后节点参数进一步降低了脱轨系数和轮轴横向力。最后,分析优化后参数对于小曲线段车轮磨耗的影响,曲线外侧车轮磨耗减小31.4%,曲线内侧车轮磨耗较优化前减小22.4%。因此,优化后动刚度转臂节点参数能够提升地铁车辆曲线通过性能并减小车轮小曲线上的磨耗。     

基于混沌理论的滚动轴承故障信号检测

针对滚动轴承早期故障信号十分微弱的问题,提出采用Duffing混沌振子对故障微弱信号进行检测的方法。对Duffing方程进行改进,实现对任意频率微弱信号的检测。分析微弱周期信号相位角对检测系统的影响,提出采用多相位混沌振子阵列来消除微弱周期信号相位角对检测系统的影响。通过仿真实验,确定检测系统由3个混沌振子构成。使用该检测系统成功检测出轴承外圈故障微弱信号,相比传统的混沌振子检测系统,缩小了检测盲区,提高了检测信噪比。     

100％低地板轻轨车辆结构型式研究

介绍了100％低地板轻轨车辆的发展，对几种具有代表性的车辆结构型式进行了分析。通过比较，指出了100％低地板轻轨车辆结构型式的发展方向，并且提出了适合国产100％低地板轻轨车辆采用的结构型式。     

机车转向架颤振现象及其危害

叙述了机车制动工况下机车转向架制动系统发生的颤振现象和危害,对其进行了理论分析,并初步提出了避免制动颤振的方法。     

轮轨匹配对高速列车动力学性能的影响

比较国内LMA,S1002G,XP55和LM等4种踏面与标准钢轨CHN60匹配的接触几何特征,通过SIMPACK建立高速动车组拖车模型,分析不同的轮轨匹配对高速列车动力学性能的影响．重力刚度小的踏面对中性差．容易产生低频大幅蛇行运动;重力刚度大的踏面对中性好,容易产生高频小幅蛇行运动．若踏面等效重力刚度在小横移量时存在“凹槽”,车辆系统在特定悬挂参数下将出现超临界分岔;踏面等效重力刚度随轮对横移缓慢增大,车辆系统将出现亚临界分岔．超临界分岔有利于对车辆的安全平稳状态进行实时监控;亚临界分岔车辆的安全平稳性不可预测、不可控制．大锥度踏面有利于抑制车体的1阶蛇行共振．     

制动颤振的试验研究

在MM-1000型摩擦试验机上对车轮钢和高磷铸铁闸瓦、H300制动盘和HZ408闸片的制动颤振问题进行了试验,研究了制动初速度、制动压力对颤振的影响,分析了摩擦力-速度负斜率对制动颤振的影响。结果表明,制动初速度对制动颤振有较大影响,制动初速度越大,制动颤振的强度就越大;摩擦力-速度负斜率数值大小对制动颤振没有明显的影响,说明摩擦力-速度负斜率关系不是制动颤振产生的根本原因。     

基于空间矢量映射的新型轮轨接触点算法

针对铁道车辆动态轮轨接触问题提出一种新的轮轨几何接触算法——空间矢量映射法。空间矢量映射法根据空间矢量映射原理和轮轨外形的基本特征,将轮轨接触视为空间曲面接触,以轨道截面为基准,以轨面宽度作为轮轨可能接触的最大范围,采用一定的接触点寻找和判定原则,准确地找到车轮在不同横移量和摇头角下的轮轨接触点。并自编一套轮轨关系软件TPLWRSim,以LMA型车轮踏面为例,分别建立轮对与轨道、轮对与滚轮和轮对与槽型轨的三维模型,仿真不同轮对姿态下的轮轨接触状态,并通过与轮轨接触几何外形和磨耗后的车轮踏面接触几何关系的对比验证算法的准确性和有效性。仿真结果表明此算法可很好解决铁道车辆的轮轨几何接触问题,能快速准确地求出轮对任意姿态下与轨道的接触点,并对不同踏面和轨道外形具有很好的适应性。     

直线电机转向架结构型式研究

对直线电机地铁车辆4种直线电机悬挂方式进行了分析,从结构、使用和维护等方面对4种结构型式的直线电机地铁转向架进行了对比,分析了4种转向架结构的优缺点。每种结构有其特定的使用环境,可针对线路来决定转向架的结构型式。曲线多且半径小的线路可选择迫导向转向架;对曲线少的线路,从制造、使用的角度建议优先选用直线电机架悬的方式。