直线电机轨道交通及车线耦合模型研究与验证

研究目的：为在我国开展直线电机轨道交通的研究,因为直线电机轨道交通可改善曲线通过性能和环保状况、提高稳定性,降低土建工程造价,非常适合大中城市中等运量交通发展的需要。 研究方法：结合直线电机轨道交通的车辆、转向架等结构特色,建立车线耦合动力学模型,并进行大量关于线路设计参数的仿真计算.通过与软件ADAMS/Rail的计算结果进行比较,验证了模型的正确性。此外,通过传统的质点方法和行驶动力学,以缓和曲线长度为例对线路设计参数进行了计算。 研究结果：通过对广州市轨道交通四号线工程线路设计参数进行的仿真计算,得出了相应的线路设计参数建议值。 研究结论：采用新型的直线电机轨道交通方式,在一定的运行速度范围内,可以更好地通过小曲线半径和较大坡度的线路,从而降低土地拆迁及工程量,进而降低地铁造价。     

采用直线电机车辆的轨道交通耦合动力学模型及仿真分析

建立了采用直线电机车辆的轨道交通的车-线耦合动力学模型,并与车辆动力学分析通用软件ADAMS /Rail进行了比较,从而验证了所建模型的正确性.通过对广州市轨道交通4号线工程线路设计参数进行的仿真计算,给出了相应的建议值。     

直线电机轨道交通线路设计参数研究

介绍直线电机轨道交通线路设计参数的计算依据,并建立车线耦合动力学模型进行计算仿真予以验证,给出广州市轨道交通4号线工程线路设计参数的建议值。     

轨道不平顺对直线电机轨道交通系统动力特性的影响

针对广州直线电机地铁轨道结构形式,利用耦合动力学理论和有限元方法,建立较为完整的直线电机轨道交通系统车辆板式轨道空间耦合动力学模型,通过动力仿真计算,研究轨道不平顺对直线电机轨道交通系统动力特性的影响。     

直线电机轨道交通限界

分析直线电机轨道交通系统能够实现小限界断面的原因,从降低工程造价、减小环境影响、提高系统安全性等方面阐述直线电机轨道交通限界减小的优势,并对加拿大skyTrain线的设备布置及限界设计经验做了简要介绍。     

直线电机轨道交通系统车辆-板式轨道垂向耦合动力学模型的研究

以广州直线电机轨道交通系统板式轨道结构为例, 结合有限元理论以及直线电机的特点,建立了直线电机运载系统下的垂向耦合动力模型(包括车辆系统模型、轮轨关系模型、钢轨模型、板式轨道模型等)及其振动微分方程,并通过动力仿真试验,分析该系统的动力特性以及验证该系统的耦合动力模型。     

直线电机轨道交通系统能耗分析

以广州地铁4号线直线电机车辆为例,对直线电机车辆的运行能耗进行对比分析;结合工程实践,系统分析直线轨道交通系统的节能措施.     

直线电机轨道交通轨道减振降噪技术

论述对直线电机轨道结构减振降噪的必要性,并就直线电机轨道交通振动与噪声的产生机理进行分析;在对加拿大及日本轨道结构的主要减振降噪措施进行分析的基础上,就我国在发展直线电机轨道交通时轨道结构减振降噪的主要研究思路进行初步探讨.     

日本直线电机轨道交通车辆噪声测试及分析

实地测试日本直线电机轨道交通的车内噪声水平,将不同线路直线电机轨道交通的噪声测试数据进行对比分析;探讨影响噪声变化的主要因素,并提出一些降低噪声的优化措施。     

基于ADAMS的轨距加宽式道岔动力仿真分析

基于动态轨距优化(KGO)的方案,设计了一种18号客运专线轨距加宽式转辙器结构,研究了该结构的初始竖向不平顺。利用美国多体动力学软件ADAMS/Rail建立了客运专线列车CRH1的虚拟样机和道岔模型,对车辆以200 km/h直逆向和80 km/h侧逆向通过道岔轨距加宽式转辙器进行了动力仿真分析。     

提速列车与曲线轨道的横向相互动力作用研究

基于机车车辆—轨道耦合动力学理论,仿真计算典型的提速机车车辆通过不同曲线轨道时的轮轨动态横向相互作用性能指标,包括提速客货列车通过山区铁路小半径曲线强化轨道、160 km.h-1提速客运列车及120 km.h-1提速货运列车通过不同半径曲线轨道。根据现行动力学性能评定规范,对轮轨相互作用性能指标进行了综合评估分析。理论分析结果表明:提速后列车通过曲线轨道时轮轨横向动态相互作用加剧,动力性能指标的最大峰值均出现在圆曲线上,并且客运机车车辆的曲线通过性能接近,货车车辆的曲线通过性能要优于货运机车的性能。为了确保列车提速后的行车安全性,山区铁路的小半径曲线轨道须采取加强措施,提速客运列车以160 km.h-1和提速货运列车以120 km.h-1速度运行时的最小曲线半径分别取1 400 m和1 000 m。     

基于ADAMS的列车系统参数化建模的二次开发研究

近年来许多学者开始利用虚拟样机技术来研究列车系统的动态性能,但是由于列车模型的复杂性,所建模型都比实际模型简化了许多。鉴于此,对铁道车辆模块ADAMS/Rail进行了二次开发研究,在该模块中添加了大量的车体、转向架、轨道的各种模板,并且建立了列车系统参数化建模的对话框,以及各种用来参数化仿真研究的对话框,开发出了基于该模块的列车系统参数化建模专用模块。最后通过实例建模说明了利用该模块建模过程更加简单快捷,所建模型更加完善。     

曲线轨道不平顺对车辆动力响应影响仿真研究

研究目的:本文旨在通过现场实测和仿真计算研究曲线轨道不平顺对车辆动力特性的影响。首先,利用轨检车实测数据对我国提速线路轨道不平顺与车辆振动加速度之间的关系等进行了统计分析及相关分析,对武九线曲线段的轨道谱也进行了初步估计。其次,采用动力学仿真软件Adams/Rail建立车辆-轨道动力学模型,并以实测数据作为验证手段,分析了轨道不平顺类型、幅值和波长对车辆运行平稳性和安全性的影响,提出了对行车运行有不利影响的不平顺波长范围。研究结论:高低不平顺对列车垂向振动影响显著,轨向不平顺对列车垂向、横向振动均有显著影响,当列车以110 km/h运行时,为了避免列车在不平顺激励下产生共振,应该对2.5 m、3.72 m、20 m和28 m波长的轨道不平顺进行控制。     

车辆—轨道系统高中低频动力学模型的理论特征及其应用范围的研究

针对铁路在提速和高速发展中碰到的车辆—轨道系统的结构磨损加剧、关键部件疲劳破坏和噪声等问题,提出必须进行车辆—轨道系统高中低频范围的动力学模型研究。根据激扰的差异及其波长范围,针对车辆—轨道系统动力学在低频、中频和高频3个范围内存在问题的性质,建立符合研究要求的车辆模型、轨道模型和轮轨接触模型,并采用合理的数学方法求解。认为以车辆—轨道系统的频率特征为基础,进行完整的车辆—轨道系统动力学研究,可以有效研究车辆—轨道系统的短时动力学和长期行为之间的关系。     

城市轨道交通轨面不平顺对轨道结构动力响应影响的试验分析

在某城市轨道交通线路上对钢轨打磨前后轨面不平顺、轮轨力及轨道结构振动进行测试,根据测试数据分析轨面不平顺对轮轨力和钢轨振动加速度的影响。结果表明,钢轨打磨后,轨面不平顺幅值从打磨前的0.966 mm降低为0.686 mm,轮轨垂向力可降低18%~19%,钢轨垂向振动加速度降低了2.33倍。     

基于车辆响应的高速铁路周期性轨道短波病害时频特性分析

对基于同步压缩小波变换提取瞬时频率的方法进行改进,使之可完整、准确地提取振动信号的瞬时频率曲线,避免因时频聚集性较差以及交叉项的干扰带来的问题。采用该方法对高速综合检测列车轴箱加速度数据进行时频分析,提取钢轨短波不平顺的瞬时频率,根据其变化特性精确定位钢轨疑似波磨和打磨痕迹区段。结果表明:轴箱加速度波形均呈现周期性;分析区段的振动数据中包含150和75mm 2种波长呈现倍数关系的强振动数据,现场测试发现该处存在较强的钢轨波磨现象,波磨波长为150mm,同时现场还存在波长为75mm的钢轨周期性打磨痕迹;75mm的钢轨周期性打磨痕迹引起轮轨系统的非线性振动,振动频率达到1 125Hz,与扣件固有频率562Hz呈倍频关系,导致扣件产生强烈的共振,从而引发轮-轨接触共振,造成钢轨表面产生塑性变形,形成塑流性波磨,在列车的反复作用下,该处产生150mm波长的波磨。     

线路不平顺对低速磁浮车辆动态响应的影响

线路不平顺与磁浮车辆的动力学性能密切相关,良好的线路状况是车辆稳定、舒适运行的保证。参考各国高速铁路对轨道梁刚度的要求,并考虑轨道梁的动力学特性要求,给出了磁浮列车线路不平顺的具体型式及变量限值,着重分析了线路不平顺的频率对车辆垂向响应的影响。分析结果进一步验证了悬浮控制器的设计思想,即在高频时,应保证列车具有良好的平稳性,而低频时,应与轨道具有良好的跟随性。这些分析结果为以后进一步的研究奠定了基础。     

列车提速对线路的动力影响研究与对策

列车提速是我国铁路实施的具有战略意义的重大决策。由于提速是在既有线眩进行的，提速后机车车辆对线路结构的动力影响将不可避免地增强，给轨道结构强度和线路日常养护维修工作带来不利影响、文中运用车辆一轨道耦合动力学理论，以及车轮擦伤对线路的动力影响等，进行了较细致的分析研究，在此基础上提出了解决这些问题的基本对策。