基于压电作动器的高速列车车体弹性振动主动控制

首先利用悬臂梁模型验证了压电作动器对梁体弹性振动的控制效果,然后针对实车结构研究了采用压电作动器结合最优控制策略降低车体垂向一阶弯曲振动、改善车辆运行平稳性的效果。仿真分析结果表明,压电作动器安装在车体中部,通过优化控制参数能明显地抑制车体一阶垂向弯曲振动,并显著改善车辆垂向运行平稳性。     

客车系统非线性横向稳定性的分叉方法研究

本文首先从理论上叙述了铁道车辆系统非线性蛇行运动稳定性的求解方法。通过研究车辆系统常微分布方程的一次近拟方程的雅可比矩阵的特征值，来确定系统的Ｈｏｐｆ分叉值即临界速度。系统分叉后的周期解则采用数值积分方法来求解。最后，本文对一高速客车系统的横向稳定性问题进行了分析计算。     

地铁直线电机车辆曲线通过仿真

为了研究地铁直线电机车辆的曲线通过性能,建立了直线感应电机的电磁力学模型,在此基础上建立了地铁直线电机车辆机电耦合系统动力学模型,并将其与传统地铁车辆的动车和拖车进行对比研究.仿真结果表明:所建立的直线电机力学模型,可以满足动力学仿真的实时性要求;线路参数和行车速度与车辆曲线通过动力特性密切相关;地铁直线电机车辆和传统...     

摆式客车曲线通过动力学研究

采用摆式客车，可使列车以较高的速度通过曲线且不降低旅客的乘坐舒适度，这是既有线路提速，增加铁路客运能力，提高铁路与其它交通工具竞争能力的一种有效方法，摆式客车曲线通过速度的增加必须引起车辆过曲线时的轮轨横向力，整车摩耗功指数的增大，径向转向架是解决这一问题的有效途径，本文建立了装有自导向转向架的摆式客车系统的动力学计算模型，并对摆式客车的曲线通过性能进行了研究。     

可控径向转向架客车曲线通过动力学性能研究

建立了可控径向转向架客车的数学模型。通过对可控径向转向架客车动态曲线通过性能的研究可知，可控径向转向架可以大大提高车辆的曲线通过性能，降低轮对冲角、轮重减载率以及脱轨系数，较大幅度地降低整车的磨耗功指数。     

考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析

建立了铁道客车垂向振动系统数学模型。将车体看成两端自由的均质等截面欧拉梁,并考虑二系悬挂采用半主动减振器,导出客车系统的运动微分方程组,给出客车系统各模态共振速度的定义和计算公式。共振速度是车辆系统的固有属性,车体弹性振动各模态共振速度由车体的自振频率和车辆定距决定。计算车体一阶和二阶弯曲振动共振速度及对应的轨道波长,进行了客车系统在轨道简谐输入情况下的幅频特性分析和随机输入情况下的随机响应分析。通过计算可知,为了减小车体垂向共振峰值,车体一阶弯曲自振频率应尽量离开构架的浮沉自振频率;由于车体弹性振动的影响,车体端部的振动加速度和位移要大于中部,弹性车体模型的平稳性指标大于刚性车体;采用半主动减振器能够显著降低车体的加速度、位移和平稳性指标,但会使构架的加速度和位移有所增大。     

高速列车机电一体化控制仿真与分析

根据直接转矩控制理论和车辆系统动力学理论,综合圆形磁链控制和六边形磁链控制的优点,考虑了车辆机械传动系统,建立全速度下高速列车机电一体化控制仿真模型。并针对某高速动车组进行仿真,同时考虑列车起动阻力和运行阻力,分析了在牵引加速、匀速运行、制动减速工况下列车电气和机械部分的状态。仿真结果表明:所建立的系统具有良好的动态和静态性能,能够将车辆电气部分和机械部分充分结合到一起,实现对牵引传动系统的优化控制,仿真方法可用于高速列车机电一体化的深入研究。     

铁路罐车封头冲压成形研究

为保证某型铁路罐车封头冷冲压成形质量,设计了具有圆形拉延筋、矩形拉延筋和不设置拉延筋3种结构形式的拉延模具型面;使用有限元方法,对3种模具结构形式下封头的冲压成形过程进行模拟分析,对比了封头起皱趋势、 成形回弹和料厚变化等模拟结果,并根据仿真结果选择合理的模具结构形式进行了试验.研究结果表明:采用矩形拉延筋进行封头冲压成形,能更有效的避免封头出现起皱、鼓包等成形缺陷,而且成形后回弹量较小;矩形拉延筋模具冲压试验所得封头无成形缺陷,测得封头最小料厚为9.6 mm,最大料厚为10.5 mm,与模拟结果基本一致;采用矩形拉延筋模具进行该型封头冷冲压成形是有效的.      

铁道车辆振动响应特性

为改善车辆的乘坐舒适性,研究了车辆的振动响应特性,建立了车辆系统动力学模型,计算了转向架蛇行运动模态和车体固有振动模态的频域模态参数与车辆在不同速度下的时域平稳性指标。计算结果表明:转向架蛇行运动频率和轨道激扰主频率随着车辆运行速度的增大而增大,而车体的固有振动频率是不随速度而变化的;在某一速度下,转向架的蛇行运动频率和轨道激扰主频率必然与车体相关振动的固有频率接近而发生共振,共振会严重恶化车辆的平稳性,因此,应采取适当措施使共振速度区远离车辆的常用运行速度,以保证车辆运行平稳。     

牵引拉杆纵向刚度对高速客车车体弹性振动的影响

为了降低车体的弹性振动, 分析了激发车体垂向弹性振动的振动传递路径, 建立了某型高速客车车体有限元模型。利用多体动力学软件SIMPACK的接口模块FEMBS建立了铁道客车刚柔耦合系统动力学模型, 研究了牵引拉杆纵向刚度对车体弹性振动的影响。考虑了牵引拉杆最基本的牵引和制动功能, 使用变刚度牵引拉杆来抑制车体的弹性振动。仿真结果表明: 牵引拉杆纵向刚度不会改变车体刚体振动, 仅对车体弹性振动有影响; 高速客车的车轮偏心导致车体产生严重的弹性振动, 一般发生在车辆低速运行情况下; 使用变刚度牵引拉杆可以在保证牵引和制动功能的情况下明显降低车体垂向弹性振动与纵向振动, 不影响车体横向振动。