移动荷载作用下离散支承曲线轨道梁振动特性研究#br#

将钢轨视为Euler 曲梁,将钢轨扣件视为弹簧-阻尼器单元,利用振型叠加法和龙格-库塔数值方法计算得到移动荷载作用下整体式曲线轨道的响应特征。研究表明,在现有列车速度下,竖向挠度随着列车速度的增加而增加,增加幅度与曲线半径有关。扭转位移随列车速度增加降至零后基本不变,径向挠度则先降为零后快速增大,存在一个理想车速。当曲线半径小于轨道最小半径要求时,增加曲线半径可以减少曲梁挠度的大小,当满足最小半径后,继续增大曲线半径反而会增大扭转位移和径向挠度。超高角改变对曲梁的竖向挠度影响不大,但对径向挠度或扭转位移有重要影响,增加曲线半径可以减少径向挠度为零时对应的超高角值。在列车速度一定时,合理匹配曲线半径和超高角可以达到减少曲线轨道振动响应的目的。     

列车车轮三维结构光检测中的点云处理研究

列车轮对作为转向架的关键零部件,其检测手段仍以人工检测为主,现有的自动检测方案,大多针对车轮某一断面的参数尺寸进行测量,难以真实反映车轮轮缘踏面的损伤情况。为此,该文提出一种列车车轮三维结构光检测中的点云处理方案。首先,利用三维结构光测量仪器采集列车车轮的三维点云数据;其次,根据列车车轮三维点云的特点,确定包括离群点去除、点云配准、点云平滑处理以及孔洞修补在内的点云处理方案,并对各处理步骤的最优参数进行分析;最后,利用贪婪投影三角化算法,进行列车车轮三维点云数据的曲面重建,使用拉普拉斯平滑算法对重建后的曲面进行平滑处理。结果表明,该文所提出的列车车轮点云处理方案能够实现对三维点云数据的处理,最终得到的列车车轮的三维曲面模型与基准模型的标准偏差为1.768 mm,实现对于列车车轮的三维检测。     

模糊PID迭代学习气压模拟系统控制算法研究

高速列车车内气压变化影响乘客的舒适性,基于综合舒适度模拟试验台,抽象出气压模拟系统以模拟车内典型气压变化工况。针对气压模拟系统可重复性模拟车内典型气压变化及其难以精确建立数学模型等特点,建立该系统的质量-压力转换数值模型,并根据系统特点设计模糊PID迭代学习控制算法对系统的压力控制进行研究。仿真结果表明:在收敛速度方面,该算法较模糊迭代控制提升34.48%,较传统PID迭代控制提升44.12%;在控制精度方面,该算法较模糊迭代控制提升20.14%,较传统PID迭代控制提升21.00%。综上所述,该算法能够有效提高控制系统的控制精度和收敛速度,改善系统的动态性能。     

地铁高架桥段接触轨线路雷击闪络特性研究

研究地铁高架段接触轨线路雷击闪络特性,对制定接触轨防雷标准有着十分重要的意义。文中基于滚球法分析了接触轨高架桥段线路易发生的雷击类型,在此基础上,搭建了地铁高架段接触轨模型,研究不同雷击类型条件下对应的雷击闪络特性,分析了桥墩接地电阻改变对各导体之间电压的影响。研究发现:地铁高架段接触轨供电系统主要受雷击避雷带跟雷击列车这两种雷击类型的影响。当雷击避雷带时,接触轨感应过电压造成绝缘支架闪络所需的雷电流水平低于地电位反击所需的雷电流水平,因此感应过电压是造成绝缘支架闪络的主要原因。而雷击列车时,雷电流幅值达到118 kA才会通过感应的形式造成绝缘支架闪络,但此时累积概率较小,因此工程上认为引发绝缘支架闪络的可能性不高。     

高铁运行经过地下站台的气动风场研究

为了研究高速列车运行经过地下车站时的气动效应,为地下高铁站设计提供参考,以某地下高铁站为背景,采用数值模拟的计算方法,建立了站前隧道-地下车站-列车的数值模型。运用滑移网格的计算方法,对列车运行经过地下车站的情况进行模拟。列车运行时速选定200、250、300和350 km/h,站台上布置25个测点进行监测,研究列车运行时速和站台位置两种因素对站台上气动风场的影响。结果表示:(1)站台上的气动效应随列车运行时速越高变化越大;(2)列车经过地下站台后还会产生不可忽视的尾波;(3)站台上气动风场波动值最高的位置是站台入口处。     

线间距对高速列车隧道内交会压力波影响的数值模拟研究EI北大核心CSCD

基于三维、非定常、可压缩流动的雷诺平均N-S方程和SST k-ω湍流模型,采用重叠网格技术,研究在250 km/h、350 km/h、400 km/h等速交会下线间距(4.6 m、4.8 m以及5.0 m)对隧道内交会压力波的影响。鉴于交会压力波的危害,从车体压力最值、车体两侧压差、"头尾波"现象三方面来进行阐述。研究结果表明:车体两侧压差时间历程曲线形状和明线交会压力波时间历程曲线形状相似,在通过列车的车头和车尾经过监控点时,压差值分别产生先正后负和先负后正的脉冲波,车尾通过时产生的压差明显比车头经过时低;"头波"幅值大约为"尾波"幅值的两倍;车厢交会侧监控点的最大正压值、最大负压值、最大压力峰峰值、车体两侧压差幅值和"头尾波"幅值均与线间距成负指数关系。     

城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数研究

为研究城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数,根据Eurocode中S-N曲线和损伤等效系数法,对中国城市轨道交通钢桥疲劳损伤等效系数进行求解分析。提出6种适用于中国城市轨道交通钢桥的列车编组,选取ZC、ZK和LM71这3种荷载图式作为疲劳荷载模型。根据中国城市轨道交通的实际交通量,提出1种采用双斜率S-N曲线的简化算法,与采用单斜率S-N曲线求解方法进行对比分析。求解分析各项疲劳损伤等效系数,并针对中国城市轨道交通钢桥列车编组的特点提出考虑列车最大容许速度影响的损伤等效系数λ_v。结果表明:以ZC图式作为疲劳荷载模型,考虑列车最大容许速度的影响,依据双斜率S-N曲线简化算法求得的损伤等效系数较能合理地对中国轨道交通钢桥进行疲劳验算。     

基于接受心理特征的高速列车餐车内室环境设计研究

目的以接受心理特征为切入点分析旅客面对高速列车餐车内室环境的心理需求和情感反应,并对餐车内室环境进行再设计,从而提高旅客乘坐高速列车出行的舒适度、幸福感。方法将接受心理的主体性、主观性、主动性和期待视野之间的关系作为基础,总结出目标人群对于当前列车餐车的接受心理需求;并基于现有列车餐车车厢的平面布局提出符合受众期待视野的设计方向,对旅客典型交互行为进行感性设计。从空间设计角度对餐车进行优化,对旅客典型交互行为的舒适性进行评估。结论应用接受心理为导向的高速列车餐车设计方案改善了旅客行为与餐车空间的交互关系,功能与形式并重的餐车环境为旅客提供了多样化的体验空间,满足了人们日益增长的情感需求,并为高速列车的内室环境设计提供了参照依据。     

隧道仰拱底鼓机理及列车振动荷载影响研究

为研究列车振动荷载下隧道仰拱结构既有底鼓病害的扩展特性,探究列车动载对仰拱底鼓的放大效应,从围岩静载作用下仰拱底鼓的破坏模式出发,基于现场实测数据,利用动态扩展有限元模型,研究列车动载下各底鼓破坏模式的扩展规律及特性。结果表明:影响仰拱底鼓的主要原因有围岩静载、仰拱结构自身特征以及列车动载,仰拱底鼓模式主要有W型底鼓、LJ型底鼓以及H型底鼓。列车动载的加入改变了仰拱底鼓裂缝的扩展规律,缩短了裂缝贯通的时间,列车动载循环100次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的50%左右,循环10000次后裂缝贯通时间仅为围岩静载时的25%左右。围岩与仰拱间的接触压力斜率随着动载的加入而提高,提高的幅度与动载的循环次数正相关。     

隧道中高速列车空气阻力的水流模型实验

为探求不同隧道设计体型中高速列车的空气阻力变化规律,在保证阻力相似的前提下,以京沪高速铁路南京越江隧道初设方案为原型,用水流代替气流作为流体介质进行了模型实验,给出了SS8型列车通过南京越江隧道时空气阻力的变化规律.实验发现,竖井可以降低空气阻力最多达8.0%;隔墙将增加10.0%左右的空气阻力.建议京沪高速铁路南京越江隧道采用单孔双竖井方案.