基于本体的高速列车设计知识推送技术研究

高速列车设计是多学科知识密集交互并实现创新的过程,针对高速列车研发过程中知识重用率低、知识价值贡献低、系统智能化程度不高等问题,文章研究了基于本体的高速列车设计知识推送技术,以有效支持高速列车的研发设计,实现设计知识的有效重用。首先,研究了包括用户本体、设计任务本体以及设计知识本体的高速列车设计本体的构建方法,然后,在设计本体的基础上,研究了高速列车设计知识推送的两种模式,即检索式和交互式设计知识推送。最后,以高速列车转向架牵引传动系统为例,验证了该方法的可行性和有效性。     

高速列车横向悬挂系统振动结构研究

研究了高速列车横向悬挂系统的振动结构。为了抑制列车横向振动,提高平稳性,分析了列车横向悬挂系统振动结构的主要矛盾和相互关系。采用Simulink仿真软件建立了17个自由度的列车横向悬挂系统车体模型,以加速度功率谱密度函数为依据,建立了关系函数,对横移、侧滚、摇头振动和前、后端转向架横向合成振动指标相互关系进行了分析。结果表明,列车在高速情况下,在最令人敏感的低频段,摇头振动是引起列车横向振动的主要因素;随着速度的提高,主要影响因素从摇头振动向横移和侧滚振动发生着量的变化。     

需求驱动的高速列车动力学性能设计方法研究

高速列车经过多年的发展,已经形成了一系列成熟的车型。但不同运用条件对高速列车功能、特征、性能的需求也不同。在高速列车动力学性能设计过程中,传统的设计模式不能及时地响应用户需求,降低设计效率。因此,从需求角度出发,针对高速列车动力学性能,开展了需求驱动的高速列车动力学性能设计方法的研究。通过需求与设计的映射机制,将需求映射到设计中;基于映射结果,通过对动力学参数进行设计来实现对动力学性能设计,最后获取设计结果,满足设计需求。最后通过实例计算,验证了设计方法的可行性。     

半主动悬挂高速列车稳定性研究

运用非线性分叉理论,对半主动高速列车的蛇行运动稳定性开展了全面研究。建立高速列车模型、半主动减振器模型、半主动控制器模型,并在此基础上构建半主动高速列车联合仿真模型系统。详细分析高速列车动力学系统中影响稳定性的主要非线性特征:轮轨接触几何非线性和抗蛇行减振器非线性。利用演算法计算不同非线性特征组合下的高速列车在采用被动悬挂和采用半主动悬挂系统时的蛇行运动分叉特征,并与线路试验进行对比。结果显示,半主动悬挂系统对采用阻尼型抗蛇行减振器并匹配以大锥度踏面的车辆的稳定性影响不大。半主动悬挂会使采用摩擦型抗蛇行减振器匹配以小锥度踏面的车辆的稳定性有所降低但不影响正常使用。半主动悬挂会使采用摩擦型抗蛇行减振器匹配以磨耗状态的小锥度踏面的稳定性显著下降。因此在高速列车设计中应根据车辆悬挂系统特点,谨慎选用半主动悬挂,在服役过程中亦应关注轮轨关系的变化对半主动悬挂车辆稳定性的影响。     

高速列车横向半主动油压减振器研究

高速列车悬挂系统要求能根据列车运行状况实时调整减振器的阻尼特性，文中提出了一种通过对高速开关阀施行PWM控制以调节阻尼，从而实现半主动控制的列车横向油压减振器。     

高速列车微结构表面减阻仿真研究

为减少高速列车在运行时受到的气动阻力,根据V型微结构沟槽的减阻机理,建立了若干组几何参数不同的V型微结构沟槽。验证了计算域、边界条件、湍流模型的合理性,对微结构沟槽面的减阻效果进行了数值仿真计算,分析了微结构沟槽面附近的速度、壁面摩擦应力云图。结果表明:沟槽结构使得壁面附近流场的粘性底层厚度增加,沟槽顶部的阻力系数较大,底部和中部的阻力系数较小。与平面摩擦阻力相比,各组几何参数不同的微结构沟槽面都得到了不同程度的减阻效果,最佳减阻效果达到10.09%。     

高速列车带载断电暂态特性研究

高速列车运行途中,可能遇到因为外部环境造成带载断电的工况。本文通过建立简化电路模型,分析列额定功率分闸所产生的电磁暂态过程的机理,并通过建立精确电路模型仿真分析,进一步研究额定功率分闸时的电磁暂态特性。仿真结果表明,带载分闸过程中,可产生相比空载合闸更为强烈的暂态过程,高压电缆外层耦合电压最高可达近20000V,持续约40μs时间,瞬态电缆电流可达2000A。在列车整车电气系统的设计过程中,可采取提高系统阻尼或是吸收暂态电能的方式,来提升整车电气系统性能。     

基于Tecnomatix的高速列车虚拟装配应用研究

介绍了高速列车虚拟装配的研究意义及所用到的软件环境,针对某型CRH高速列车总装,阐述了应用先进成熟的数字化制造软件Tecno-matix进行整车虚拟装配的解决方案,并在此基础上对整车装配的某一关键工序进行了具体研究验证,对于在机车制造行业中推广应用虚拟装配技术具有一定的借鉴意义。     

本体思想在高速切削专家系统中的应用

为共享和重用高速切削领域内已有知识,把本体思想引入到该领域的知识表示中,提出了基于概念、关系、属性、规则和实例五要素的高速切削领域本体的形式化定义,建立了高速切削领域本体库.采用巴科斯范式对领域本体进行统一的描述和表达,并利用关系数据库的形式存储.以本体库作为专家系统的知识库,采用实例相似度及切削参数智能优化相结合的检索推理机制,构建了高速切削专家系统.系统为高速切削知识的检索、重用与共享提供了一个有效的平台,从而实现对高速切削领域内已有知识最大限度的利用.     

新型高速轨道列车生态设计研究

高速轨道列车生态设计体现了新的设计理念,以及人与自然的和谐进步。从生态设计概念出发,介绍了高速列车生态设计的主要内容及采取的相应措施,保持设计的环保、循环再生性,体现出列车、人和自然的和谐发展。     

高速列车室内噪声模拟试验方法与系统

高速列车室内噪声模拟系统完成了声频范围20～20kHz和声压级范围20～120dB噪声的编辑、播放、调控与采集记录,分时模拟试验中声压测量值与实测线路信号误差在允许范围内,验证了该噪声模拟试验系统的有效性与实用性,目前已成功应用到用于评价高速列车听觉舒适性试验中.该系统实现了静态列车模拟动态行驶列车噪声的功能,对后期列车噪声舒适度模拟试验台的优化是一种实践借鉴.     

服役过程中高速列车动态损失定量分析方法

高速列车故障所导致的事故会造成很大的经济损失与社会影响,而现有的高速列车风险评估方法未能考虑列车服役过程中外界环境的时变特性.选择考虑多环境因素共同作用下的动态损失系数对静态值进行更新,建立适用于高速列车的运行风险定量评估方法.通过对与损失密切相关的典型环境因素进行分析,首先利用逻辑斯蒂分布构建不同环境因素对高速列车运...     

关于高速铁路及高速列车的研究

简要介绍了世界高速铁路的发展情况,着重论述了高速列车所处的动态环境,以及为此而开发出来的关键技术及需要进一步研究解决的问题,论述了在我国修建高速铁路的必要性和可行性,并对加速建设京沪高速铁路提出了建议。     

高速列车流固耦合的平衡状态方法

为实现横风下车辆-轨道耦合动力学和列车空气动力学之间的联合仿真,提出一种快速高效计算的平衡状态方法。在忽略轨道不平顺情况下,轮流交替求解稳定气动力作用下的车辆-轨道耦合动力学响应以及稳定姿态下的列车流场和气动力;通过收敛准则判定横风下高速列车的平衡状态;将平衡状态下的稳定气动力加载车辆-轨道耦合动力学并计算高速列车动力学响应。研究横风速度为13.8 m/s时高速列车以350 km/h运行的流固耦合动力学行为。比较平衡状态方法、交互式联合仿真和离线仿真三种计算方法关于气动力和安全性指标结果的差异,研究结果表明,采用平衡状态方法与交互式联合仿真方法的计算结果差异较小,但平衡状态方法的计算效率远高于交互式联合仿真方法的计算效率。     

高速列车刹车片偏摩现象的研究

研究了高速列车刹车片的热结构耦合有限元求解方法,确定其边界条件,利用ABAQUS软件对刹车片进行有限元数值模拟,并做了较为详细的分析研究,在此基础上分析了盘式制动器刹车片的偏摩现象.     

基于联合分析和QFD构建高速列车需求模型

高速列车产品族设计的基础和前提是客户需求信息的准确表达。针对目前高速列车缺乏系统化理论和方法构建需求模型的问题,提出基于联合分析与QFD相结合的方法构建需求模型,首先采用联合分析方法得到细分客户群的需求重要度。然后,借助QFD工具建立客户需求与技术指标之间的映射关系,实现客户需求重要度到技术指标重要度的转化,为后续面向细分客户群的产品族设计奠定基础。最后,以高速列车为例,验证了该方法的有效性和可行性。     

高速列车轴箱轴承动力学分析

考虑实际运行工况,通过高速列车整车动力学仿真得到列车运行时轴箱轴承所受外载荷,建立某型高速列车轴箱所用双列圆锥滚子轴承三维动力学模型,对轴承进行动力学仿真,分析轴承滚子与其他元件的接触力、接触应力变化规律,分析保持架的运动稳定性。结果表明:滚子与内圈滚道接触状态最恶劣,两列滚子动力学性能具有显著差异,两列保持架质心运动趋于稳定,不会产生高频涡动现象,为高速列车轴箱轴承计算分析和应用提供依据。     

高速列车会车横向冲击的半主动控制研究

铁路高速化使得车辆在行驶过程中受到的气动冲击加剧,严重影响车辆的乘坐舒适性。为了改善高速列车乘坐的舒适性,研究了高速列车会车横向冲击的半主动控制方法。建立车辆系统动力学模型,分析会车振动的传递特性和天棚阻尼控制方法的局限性,针对会车横向振动特性提出会车横向冲击半主动控制方法,对车辆气动冲击进行控制。利用计算机仿真方法验证会车控制的效果。结果显示,控制后由会车气动冲击引起的车辆横向振动平均减幅达到35%～45%。