高速列车轮轨滚动噪声的理论预估

本文以高速列车噪声控制问题为背景，建立了一种轮轨滚动噪声的理论预估模型，并用已有实验结果验证了本模型的可行性，接着又利用该模型分析了轮轨系统参数对滚动噪声的影响。     

高速列车耦合大系统动力学研究

根据高速铁路结构和技术特点,把高速列车以及与之相关并影响其动力学性能的线路、气流、供电和接触网等耦合系统作为一个统一的大系统,通过建立高速列车、线路、弓网及供电等子系统动力学模型,以及轮轨、弓网、流固和机电等耦合关系模型,形成高速列车耦合大系统动力学模型。针对高速列车运行模拟要求,给出基于循环变量方法的列车动力学建模及计算方法、基于滑移模型的车线耦合计算方法、基于松弛因子的流固耦合计算方法,实现高速列车耦合大系统动力学仿真。     

高速列车系统动力学空气弹簧建模方法研究

高速列车空气弹簧动力学模型主要分为三类:定刚度与定阻尼并联的线性模型、基于流体力学与气动力学原理的非线性模型以及考虑整体气动悬挂系统的完全模型。通过准静态动力学特性分析和高速动车组动力学模拟计算得出,非线性模型与完全模型具有相似的回滞曲线,线性模型具有较高的阻尼特性,但是在三种空气弹簧模型下计算出的车辆运行安全性指标具有较一致的结果。研究结果表明,在高速动车组动力学计算中,对于运行安全性指标,用空气弹簧线性模型即可满足工程要求;而对于平稳性指标,需要用非线性模型或完全模型进行建模,才能与实际更加接近;由于完全模型所需要确定的物理量较多,故在实际应用中建议采用非线性模型。     

高速列车轴箱轴承载荷反演模型及关键参数优化匹配

卡尔曼滤波作为状态最优估计算法,可应用于高速列车轴箱轴承载荷反演中,准确建立反演模型的同时,滤波参数的选取也是反演的关键。首先推导了转臂轴箱装置的17自由度垂向和横向车辆动力学模型,提出并验证了基于卡尔曼滤波算法的轴承载荷反演方法,分析并确定了模型关键参数的选取,采用自适应小生境遗传算法对其进行多目标多参数优化,最后利用SIMPACK建立一致的车辆动力学模型,计算模拟车辆在施加有轨道随机不平顺的直线上恒速运行,验证反演效果。结果表明,优化了的参数可大幅提升反演效果,验证了轴承载荷反演模型和自适应小生境遗传算法对滤波参数优化方法的正确性,为高速列车轴箱轴承载荷反演及关键参数优化提供方法和经验。     

时速400 km高速列车转向架区域气动噪声控制

气动降噪控制对高速列车运行环保性和乘坐舒适性至关重要.以某时速400 km高速列车1∶8缩比模型为研究对象,建立了基于转向架舱前缘、侧缘、后缘3种策略的6种气动降噪控制方案.通过大涡模拟得到非定常流场和气动噪声源项,采用FW-H方程和声扰动方程计算远场和近场噪声,得到不同控制方案对远场噪声、近场噪声的控制效果和影响频域...     

高速列车节能降耗关键技术研究

随着高速铁路快速发展,大量高速列车投入运营带来了能源消耗与环境保护等一系列问题。本文系统阐述了高速列车的能耗组成、权重及影响因素,进一步详细论证了高速列车节能降耗的关键技术。从低阻力技术、高能效牵引技术和能量回收再利用与综合管理等方面详细论证了节能降耗效果,有力推动我国高速列车的绿色、节能、环保的发展,持续提高我国高速列车高能效水平。     

高速列车车内声品质优化仿真研究

随着高速列车运行速度的不断提高,车内噪声问题对乘坐舒适性的影响越来越显著.为了抑制高速列车车内噪声的影响,基于改进的能量有限元方法,建立高速列车车内噪声的预测模型,并验证模型的准确性.基于预测模型,结合Zwicker响度模型、Zwicker尖锐度模型和Aures粗糙度模型,研究轮轨噪声激励的优化对车内声品质的影响.结果...     

基于MEEMD-HT的高速列车转向架蛇行失稳特征分析

为研究高速列车蛇行失稳时转向架横向、纵向和垂向的时频能特征,针对集合经验模态分解(EEMD)的模态分裂问题,提出一种改进的集合经验模态分解-Hilbert变换(MEEMD-HT)方法,首先对列车速度330~350 km/h时转向架蛇行失稳状态下的横向、纵向和垂向振动信号进行MEEMD分解,再通过HT分析MEEMD-HT能量谱和边际谱,并将MEEMD-HT分析结果与集合经验模态分解-Hilbert变换(EEMD-HT)对比。结果表明:列车蛇行失稳时,横向失稳现象最为明显,频率、能量分布高度集中,振动最为剧烈,纵向、垂向相对次之,但失稳现象显著;同时,MEEMD-HT方法能够体现出信号的时频能细节分布特征,优于传统的EEMD-HT方法。     

基于模态法的高速列车车体关键位置应力谱及寿命评估研究EI北大核心CSCD

基于刚柔耦合理论,建立了考虑车体高频弹性振动的高速列车刚柔耦合动力学模型,利用模态应力恢复法对服役条件下车体关键位置动应力进行了求解。通过扫频激励方法模拟了车辆典型服役模式,识别了典型服役工况下车体动态薄弱位置。进一步研究了车体动态薄弱位置在不同轮轨匹配等效锥度下的特征应力谱。基于京广线线路条件仿真分析了不同轮轨匹配锥度状态下车体关键位置应力谱,并研究了不同应力谱编制方式对车体寿命评估的影响。结果表明:基于扫频激励方法的车体结构动态薄弱位置识别方法,可以有效识别车体结构动态薄弱位置;轮轨匹配等效锥度在镟修周期的动态演变会导致车辆稳定性下降,从而可以显著增大车体关键位置动应力幅值。因此,在车体结构关键位置寿命评估中,考虑轮轨关系动态演变对车辆关键部位应力谱的影响具有至关重要的意义。     

高速列车服役性能研究

高速列车运行时空上的跨越所面临的振动、环境变化,使其服役状态与安全性态始终处于时变状态,给高速列车安全保障与健康维护带来极大的挑战。随着高速列车运营里程的增长,高速列车服役性能的研究成为保障我国高速列车技术持续发展的重要课题。在分析高速列车服役性能基本内容的基础上,提出了高速列车服役性能检测体系,阐明了其建设内容与方案,并发展了高速列车走行部跟踪试验技术,跟踪试验对高速列车服役性能的研究具有显著成效与提升。最后,指出了本领域今后的发展趋势及需重点关注与加强的研究工作。     

高速列车材料测试及轰燃研究

为得到CRH2型高速列车燃烧热释放速率、烟气运动等表征燃烧特性的数据曲线,基于ISO 5660-1——2002和ISO 1716——2002标准对车用主要材料进行燃烧实验,并建立Pyrosim高速列车4号车厢模型进行燃烧仿真,得出不同起火位置、不同通风条件下列车热释放速率曲线、温度、热流量和烟层高度的变化情况,并根据轰燃发生的热释放速率判据判断各个工况是否发生轰燃,分析CRH2型高速列车的防火性能。结果表明:座椅着火会使列车内部发生轰燃现象,轰燃发生之后通风会由于进入的空气对车内燃烧起助燃作用。     

高速列车头车安装裙板后流场与气动噪声特性

运用涡声理论和声类比方法,计算分析了转向架舱外安装裙板后高速列车头车简化模型的空气动力与气动噪声特性。基于延迟分离涡模型获得的近场流场被用于预测远场声辐射。结果表明,流体通过头车时形成了不同尺度和方向的复杂涡结构,上游几何体周围产生的湍涡向下游传播并与下游几何体相互作用,从而在头车尾部形成高湍流度尾迹。头车几何体近壁流场内形成的四极子噪声中,体偶极子声源高于体四极子声源,成为四极子主要声源。头车鼻锥、转向架、转向架舱后壁面以及尾部等部位的涡脱落、流动分离和流体相互作用剧烈,涡结构发展集中,几何体表面压力脉动变化显著,诱发形成偶极子气动噪声源。转向架舱外侧安装裙板后,在沿转向架中心的水平面内,后转向架部位辐射的气动噪声较前转向架强;头车沿线路侧向辐射的气动噪声强度分布较均匀,头车端部产生的气动噪声略高于头车尾部。裙板减弱了转向架区域流动冲击与湍流脉动,降低了头车气动噪声的产生与辐射。     

高速列车隧道压力波模拟系统仿真控制研究

高速列车在隧道中运行、交会时,车体表面将形成复杂的膨胀波和压缩波,引起车体变形,影响行车安全。车外压力波通过车体传入车内引起车内空气压力的波动,影响乘车舒适度。使用实测的隧道压力波为期望波形,采用AMESIM与Matlab构建联合仿真的模式来设计高速列车隧道压力波模拟控制系统。针对模拟系统大容量、大滞后及强非线性特点,采用迭代学习控制算法来实现隧道压力波的重建。仿真验证表明:迭代学习控制算法的控制误差比常规算法小,控制效果较理想。     

物联网RFID和ZigBee技术在高铁列控系统的应用研究

为建设高铁列控实验室,开展课程教学和企业职工培训,该文分析物联网的RFID和ZigBee技术等关键技术和工作原理,结合物联网技术的应用现状,按照物联网构架,对照我国高铁列车运行控制系统的结构,设计高铁列车运行控制系统,且对查询应答器和无线传输模块等进行仿真设计,开发应用软件。通过系统测试,证实物联网技术可以广泛地应用于我国高速铁路列车运行控制系统。     

高速列车交会时的风致振动研究

摘 要：为了阐明高速列车交会过程中气动力对列车的系统动力学行为的影响,分别建立了CRH-2动车组的简化几何模型和50个自由度的车辆系统动力学模型。采用有限体积法对三维瞬态可压缩雷诺时均Navier-Stokes方程和k-e 两方程湍流模型进行求解,并通过滑移网格技术实现列车的运动,对考虑和不考虑气动力时的列车系统力学响应进行了数值模拟,并对两种情况下列车的安全性和舒适性进行了分析讨论。研究发现：气动力在列车交会过程中变化剧烈,对列车系统动力学行为的影响非常明显,交会时列车振动剧烈,头车和尾车的安全性和舒适性明显降低。     

高速动力车构架侧梁焊接结构优化研究

控制高速动力车转向架构架侧梁的焊接变形是控制构架生产质量的关键,而侧梁的结构对其焊接变形产生重要影响,为此,采用焊接数值模拟与目标函数相结合的方法对侧梁结构进行优化设计,得到既能保证侧梁整体刚度又可以控制焊接变形的结构方案,为高速动力车转向架构架的结构优化设计提供了数值依据.同时,也使数值模拟和目标函数相结合的结构优化方法在大型焊接结构件的焊接变形控制上获得了成功应用.     

高速列车表面压力测试设计

针对当前列车高速通过隧道尤其是在隧道会车情况下,引起的空气动力效应对列车运行的安全性、旅客乘坐的舒适性及隧道周围环境均有不同程度的影响,该文介绍了高速列车空气压力测试,涉及传感器的选取、安装,数据采集和处理及整套测试方案.在实际应用中,系统工作稳定可靠,能满足设计要求.