基于KDE及Markov的高速列车传动系振动评价及可靠性分析

为研究高速列车运行过程中传动系的振动情况及可靠性，对CRH3型高速列车传动系关键部件的振动加速度数据进行实车采集，采用核密度估计（KDE）法对采集数据统计处理，得出各关键部件在各方向上振动响应的概率密度函数近似曲线，据此对传动系的关键部件进行振动评价；通过MATLAB计算各关键部件振动加速度的最优置信区间；对传动系及传动系的关键部件定义“安全”和“故障”两种状态，建立关键部件的威布尔比例失效率模型及传动系的Markov状态转移模型，以传动系当前状态为初始状态，基于实时故障率及维修率分析传动系可靠性的变化. 研究结果表明:传动系中轴箱轴承、齿轮箱以及电机轴承的垂向振动最强，振动加速度集中分布在25倍、20倍、10倍重力加速度范围内，概率99.75%的均方差值分别在20.5026倍、17.6712倍、11.4693倍重力加速度内；计算得到各关键部件振动加速度概率为99.75%的最优置信区间，为系统的振动监测阈值优化及故障评估提供参考；故障率及维修率是影响传动系统状态概率的关键因素，当故障率增加30%时，系统的状态概率约下降10%，当维修率由0.05提升至0.10时，可使系统的可靠性提高20%.      

基于六自由度平台的轨道扭曲不平顺几何信息模拟

为了获取轨道扭曲不平顺几何信息,根据扭曲不平顺变化特征及轨道扭曲不平顺模拟器结构,建立了轨道不平顺模拟器双六自由度模拟平台位姿反解模型和位姿关联模型.借助Simulink位姿反解模型对国内常用轨距与转向架常用轴距对应的3种扭曲不平顺位姿反解进行解算,解算结果与位姿正解具有很好的一致性,验证了所建位姿反解模型、位姿协调关联模型的正确性.以某型转向架为例,利用试验台进行了不同基长的扭曲不平顺室内试验,研究了扭曲不平顺基长对轮重减载率的影响.试验结果表明,扭曲不平顺基长越小,轮重减载率越大,基长2.4、5.0 m的最大轮重减载率分别为0.594和0.581,满足国家标准规定的安全限值.      

高速列车传动系统特征参数经典域优化

为监测高速列车传动系统的运行状态,根据可拓学理论,建立了传动系统各部件的运行状态物元,提出了一种部件正常运行状态下的特征参数经典域优化方法.利用部件样本集与其正常运行状态之间的最大综合关联度构建了适应度函数,并利用并行粒子群优化算法进行解算,确定了特征参数的经典域范围.与用数理统计方法得到的经典域结果进行了对比分析,结果表明,用本文经典域优化结果得到的最大综合关联度的最大值和平均值分别提高了3.63%和2.51%,经典域优化结果更符合部件的实际运行状况.      

高速列车传动系可靠性的外部影响因素评估

为研究除自身构件外的外部影响因素对高速列车传动系可靠性的影响,以现役CHR3型高速列车为研究对象,基于FID （fuzzy influence diagram）理论,对影响高速列车传动系统可靠性的外部因素进行评估分析. 首先通过业内权威专家问卷,建立外部影响因素的FID频率模糊集、状态模糊集和模糊关系,并构建影响传动系统可靠性的FID关系层、数值层及函数层;其次依据模糊集合理论对人员、基础设施、环境、维修、管理等外部影响因素的频率矩阵进行计算;最后得出各项外部影响因素的状态降低及提高的累积概率. 研究结果表明:人员状况和管理水平的状态降低的累积概率分别为39.9%、42.5%,两项因素在保持当前状态基础上累积提高30%的概率分别为77.6%和90.9%,并且二者的累计概率分布与该型传动系的可靠性概率分布相近,说明人员和管理状况为首要影响因素,其他因素次之.