强风沙环境下动车组塞拉门预防性维修周期研究

针对强风沙运用环境与长交路运行工况对动车组关键系统及部件故障的影响特性,建立基于系统可用度的预防性维修周期决策模型;考虑兰新(甘肃兰州—新疆乌鲁木齐)高铁开行时间短、检修经验不足等问题,提出基于Monte-Carlo思想的统计模拟算法。利用兰新客运专线强风沙运用环境下的塞拉门服役故障信息,对决策模型分布函数进行定义、参数估计和假设检验;利用建立的模型在MATLAB环境下仿真计算塞拉门预防性维修周期,结合现场实验验证维修决策模型和算法的有效性。研究结果表明:塞拉门故障服从形状参数为0.779、尺度参数为315158.178的双参数威布尔分布;随预防性维修周期增加,塞拉门的可用度先增加后减小,考虑到预防性维修的人员组织、均衡作业和修程间隔等因素,确定其维修保养运行里程为10万km。     

国产磁浮列车气动外形的优化

为了降低列车交会空气压力波、减小空气阻力、使列车具有正的气动升力，根据给定的列车横断面，设计3种磁浮列车流线型头部外形。利用可压缩粘性流体的N-S方程和k-ε双方程湍流模型，采用有限体积法对包括TR08磁浮列车在内的4种高速磁浮列车周围流场进行数值模拟，得出磁浮列车在不同运行速度下的气动阻力系数、升力系数及列车以430km／h运行时的交会压力波幅值。此外，为优化气动外形方案，对3种方案进行综合比较分析。研究结果表明：随着流线型头部长度的增加，列车空气动力性能提高；在车头流线型长度相同的情况下，随着最大纵剖面轮廓线曲率的变小，交会压力波降低，水平投影轮廓线变宽，列车阻力增加；最优方案为列车交会压力波和空气阻力均较小、流线型头部为扁梭形的方案三。     

铁路钢轨视觉识别检测方法

基于钢轨在监测图像中的特征,结合Radon变换思想,推导出用于钢轨识别检测的Bresenham直线算法,提出钢轨直线检测实现方法。在此基础上,得到一种基于图像处理的钢轨识别检测方法,现场试验验证了该检测方法的计算效果。研究结果表明:由该方法计算得出的2条直线准确地落在监测图像中的2条钢轨上,并得出在图像坐标系下的2条钢轨直线方程,说明该方法可准确识别检测出监测图像中的钢轨,为准确监测沙雪等异物入侵事件提供了必要支撑。     

铁路车辆动态偏移量的在线检测

提出基于机器视觉的车辆动态偏移量检测方案,即在被测车辆非共线的4个点上安装高速电荷耦合器件(CCD),随着车辆的运动,CCD高速扫描钢轨,实时分析钢轨相对CCD的运动图像序列,得到各测点相对于钢轨的横向位移和垂向位移,综合各测点的相对偏移量得到整个车体的运行姿态,经进一步分析得到任意点的动态偏移量;研究检测原理,建立由各测点的动态偏移量计算描述车体运行姿态的5个变量和计算任意点动态偏移量的公式,研制模拟车体振动的平台,将所研发的系统与第3方地面测试设备对模拟平台动态偏移量的测试结果进行比较.研究结果表明,采用这2种方法测得相同位置的偏移量波形完全相似,对应幅值相差在-2~2 mm以内.     

橡胶阻尼式动力吸振器固有频率测试方法分析

考虑到橡胶元件的动刚度与激振振幅和激振频率有关,研究了不同激振形式下不同激励频率和激振幅值对橡胶阻尼式动力吸振器固有频率测试结果的影响.通常情况下,动力吸振器的固有频率的测试只考虑频率相关性,忽略了幅值相关性.文中分别采用恒振幅激振、恒加速度激振、随机加速度激振、脉冲激振和力锤敲击激振,对一橡胶阻尼式动力吸振器的固有频率进行了测试分析,给出了不同激振形式下动力吸振器的固有频率的测试值.结果表明:激振幅值对动力吸振器的固有频率的测试结果影响很大,目前一些企业采用的用力锤激振方法测试得到的橡胶阻尼式吸振器的固有频率并不能很好地表征动力吸振器的固有频率.文中结果为在真实振动工况下动力吸振器的固有频率的选择提供了依据.     

强侧风下客车在不同路况运行的气动性能比较

基于三维、非定常N-S方程,采用动网格技术对青藏线客运列车在强侧风作用下运行进行模拟,得到客车分别在桥梁、路堤、路堑及平地上运行所受到的气动力及力矩。将客车在路堤上运行的数值模拟结果与风洞实验进行对比。研究结果表明：侧向力、升力和倾覆力矩数值模拟结果与风洞实验结果均吻合较好;车速一定时,随着侧风速度的增大,列车在桥梁、路堤、平地上运行所受气动力和倾覆力矩均急剧增加,而在路堑上运行所受气动力及力矩增加缓慢;当侧风速度一定的情况下,客车在高桥上运行所受到的气动力及力矩最大,因此,强侧风下列车在高桥上运行较容易发生倾覆事故;在路堑上所受到的气动力相对最小。     

铝蜂窝异面压缩吸能特性实验评估

基于准静态实验与台车动态撞击实验,对不同规格铝蜂窝试件开展吸能能力特性评估;分析准静态与动态冲击条件下,各铝蜂窝的平台强度、比载荷、质量比吸能、体积比吸能与厚跨比的相关性,研究吸能特性与孔格疏密程度、蜂窝表观密度的关系.研究结果表明:该类蜂窝低速冲击较准静态压缩吸能能力提升约1.33倍;平台强度、比载荷、质量比吸能、体积比吸能均随厚跨比的增大呈幂次增大,幂次分别约为1.53,0.67,0.67,1.48;吸能能力随厚跨比的增大而提升,体积比吸能的增加较质量比吸能的增加更明显;所绘的蜂窝能量吸收图表征了实时平台应力与单位体积吸收能量的对应关系;曲线肩点反映了不同厚跨比蜂窝的最优吸能设计点,由系列蜂窝的肩点包迹线性方程表达式可反演设计出满足工程能量需求的蜂窝产品.