摘要：为了减小高速动车组车体刚性与弹性振动,提出了一种基于二系垂向作动器与车体压电作动器的高速动车组车体振动主动控制方法;基于某型高速动车组,设计了一种在车辆二系安装垂向作动器,在车体底架布置压电作动器,运用H#鲁棒最优控制器进行车辆协调控制的主动减振方法;建立了基于车辆动力学参数的刚柔耦合减振力学模型,采用H_2及H∞准则优化压电作动器与压电传感器布置位置,运用鲁棒最优控制方法设计了H∞反馈控制器;利用MATLAB仿真了减振装置与主动控制方法对车辆动力学性能的影响,比较了被动悬挂车辆、仅安装二系垂向作动器车辆与采用主动控制车辆的动力学性能差异。研究结果表明:压电作动器与压电传感器布置在距车体左端距离为7.15、12.25、17.35m处车体一阶及二阶弹性模态归一化H_2及H∞范数最大,可以作为压电作动器与传感器的布置位置;基于二系垂向作动器与车体压电作动器的鲁棒最优控制方法能够有效地抑制车体的振动,一阶垂弯振动频率处车体中部和转向架上方的加速度功率谱分别减小为被动悬挂车辆的5%、10%;速度越大,振动加速度抑制效果越明显,当车辆的运行速度为200km·h-1时,车体振动加速度均方根减小10%,当车辆的运行速度为350km·h-1时,车体振动加速度均方根减小18%;相对于被动悬挂,二系垂向作动器输出力功率谱在车体浮沉与点头振动频率处的量级为106 N2·Hz-1,对车体刚性振动有较大抑制作用,压电作动器电压功率谱在车体一阶垂弯振动频率处达到峰值4 000V2·Hz-1,对车体弹性振动有较大抑制作用。

摘要：为了准确获得磁悬浮车辆结构的动力学特性,结合上海磁悬浮示范线车辆,对磁悬浮车辆结构建模和仿真方法展开研究。通过分析整体结构受力载荷工况,给出夹层和车体结构的受力公式。采用参数化和子结构建模技术,利用多体系统软件SIMPACK建立磁悬浮车辆首车动力学模型。为简化整个磁悬浮车辆系统多体模型和提高计算效率,将车辆受到的作用力和部分刚体简化为力元或力矩。仿真结果表明,多体动力学建模可以作为磁悬浮车辆结构设计方案优劣的有效评估工具,有益于磁悬浮结构国产化设计和开发。

摘要：通过介绍某机车车体详细的有限元模型,描述了对车体结构分析的基本过程。并明确了车体有限元分析的主要影响因素以及对车体结构分析的基本步骤,为利用ANSYS对机车车体结构分析提供了参考依据。

摘要：针对结构损伤识别过程中存在的定位精度和量化分析不足的问题,提出一种基于结构振动响应的模态应变能变化率与优化技术相结合的损伤识别方法。利用两步法确定可疑损伤单元及对其损伤程度进行量化分析。通过有限元法建立结构的损伤特征模型,且利用单元模态应变能变化率指标构建损伤指标优化分析的目标函数。数值分析过程中,利用粒子群优化算法与遗传算法对设计变量进行优化分析。同时比较模态应变能变化率与小波分析两种方法下的损伤定位的量化分析效果和识别效率。在实际算例中,利用梁结构进行损伤识别优化方法的结果验证。结果证明该方法能够显著提高结构振动损伤和定位的有效性。该方法不仅能够快速和精准地进行结构损伤量化分析,比小波方法具有更好的定位效果,而且能够提高量化分析的识别效率。但该方法在实施过程中的定位精度容易受到噪声的影响,通过优化目标函数可在一定程度上提高该结构损伤识别方法的抗噪能力。

摘要：高速列车车体的结构疲劳问题,关键还是轻量化设计导致的强度、刚度和寿命变化后产生的问题。论文提出一种新混合模拟技术,主要是结合多学科优化系统理论,采用并行优化算法,进行结构疲劳可靠性设计。核心是利用多体动力学和有限元法混合模拟技术在进行结构疲劳设计时考虑整车动力学特性,分析线路典型工况下结构振动特性和结构疲劳损伤之间的作用机理,考虑典型载荷工况和其他不确定因素影响。并且采用随机统计概率方法和多目标优化手段进行结构疲劳设计。以某型高速车体结构作为算例,并通过试验验证。仿真计算结果表明,这种方法可以从整车动态特性的角度系统研究车辆振动特性和结构疲劳性能之间的相互作用机理,还可以及时有效地解决工程结构疲劳设计优化的问题。

摘要：未来高速列车的主要设计理念和概念随着新技术的不断出现正在发生很多根本性变化,这也是下一代高速列车研究的热点技术问题和重要内容。其核心技术主要体现在速度、效率、环保和节能降耗等诸多技术指标的优化。针对下一代高速列车关键技术特征的研究现状进行详细的技术分析,并在国内外高速列车未来技术的相关文献成果基础上,对下一代高速列车的关键技术问题进行系统整理和分析,对一些关键技术进行定性和定量研究。结果表明,下一代高速列车的关键技术的研究,对于我国掌握下一代高速列车的设计技术及关键问题的发展方向十分迫切。

摘要：迅速发展的轨道车辆装备制造业已经成为未来世界经济发展的重要引擎。针对全球高速铁路发展及高速列车的技术特征进行技术分析和调研,分析了世界高速铁路发展状况及高速列车发展计划,尤其是欧洲及日本的下一代高速列车技术研制特征。同时,介绍我国下一代高速列车的技术特征和技术目标,包括设计理念,车体、转向架、牵引传动和制动、智能化特征、安全性等关键技术。重点提出我国下一代高速列车的技术指标建议值,论述了下一代高速列车转向架、车体、牵引传动等关键系统的技术发展方向和智能化的设计目标。结论表明:国内外下一代高速铁路的技术发展和竞争依然比较激烈,下一代高速铁路先进技术成为当前的主要热点和重要研究方向,具有迫切性和必要性。

摘要：针对高速列车车体结构等效载荷与结构模态之间的强耦合特性使车体在运行过程中产生弹性振动,影响客车运行平稳性问题,基于柔刚耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,计算了系统响应功率谱,分析了车辆悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体1阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大,速度越高,对1阶垂弯频率要求越高,提高车体结构阻尼和1系垂向阻尼、适当降低2系垂向阻尼可提高车体垂向运行平稳性。

摘要：高速铁道客车车体受轨道激扰力的作用产生弹性振动,影响客车运行平稳性。为了分析车体弹性振动与车体悬挂参数关系,基于刚柔耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,根据共振理论及模态叠加原理计算了系统固有频率和响应功率谱,分析了车辆系统悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体一阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大。在满足结构条件下,适当降低一、二系悬挂垂向阻尼、一系悬挂垂向刚度可减小车体弹性共振,系统各个部件自振频率控制、车体垂向悬挂阻尼控制可实现整车模态及局部有害模态控制。

摘要：利用多体—有限元混合法对复杂结构进行有效的疲劳寿命预测。该法用于处理随机动载荷作用下转向架构架的疲劳设计。作用在大型结构上的时变边界条件和动载荷历程可以通过应用多体系统分析软件SIMPACK的多体仿真技术获得。在ANSYS中利用有限元准静态应力/应变分析技术产生结构应力发生的危险区域。模态分析技术用来获得结构固有频率和模态振型。基于危险应力分布、动载荷时间历程以及Palmigren-Miner损伤理论,最后利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法进行标准时域的结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤预测和最终寿命估计。