摘要：A new type of thin-walled circular tubes(CTs),which is inspired by the bamboo with highly-efficient energy absorption(EA)capability,was proposed and designed for the potential application of the energy absorber of rail vehicles in this *** then,the axial crushing behavior and crashworthiness of the bamboo-inspired bionic tube(BT)were experimentally and numerically investigated,compared with the single CT and foam-filled tube(FT).The typical crushing responses(e.g.,deformation mode,load-displacement response,energy absorption,and strain distribution)and quantitative crashworthiness indicators(EA,SEA,FP,Fm,and CFE)of these three types of CTs were presented and *** of impact velocity and foam relative density on the crashworthiness of tested tubes were also *** experimental and simulation results show that the BT specimen exhibits the best capability of load-carrying,energy absorption,and crashworthiness among three types of *** with the CT specimen,the EA value of BT specimens increased by 93.1%,while the corresponding Fm value raised from 74.2 kN to 143.4 kN.

摘要：建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏着性能的影响。研究结果表明:气动升力通过改变列车运行动态响应和轮轨接触特性导致内、外侧轮轨垂向力和纵向蠕滑力重新分配,促使内侧轮更易失去黏着;气动升力和运行速度的增大均会劣化轮轨黏着性能,但曲线半径的增大将显著提升轮轨黏着水平;轨道不平顺削弱了轮轨黏着性能,干态、湿态、油态条件下的轮轨黏着性能依次恶化。列车牵引运行时,干态、湿态、油态条件下的轮轨均能满足牵引力安全限值要求,但制动运行时,湿态和油态条件下的轮轨均不能满足制动力安全限值要求。研究结果可为超高速列车的安全运行与节能设计提供技术支持。

摘要：半主动悬挂控制是提高高速列车横向平稳性有效的方法。然而,车辆动力学模型的复杂性,用复杂模型设计出的控制器也是复杂的,且需要多个传感器对多个物理量进行检测,使其很难在实际车辆中应用。针对这一问题,提出一种有利于控制算法设计,又能反映车辆横向振动主要特点的3自由度简化模型和利于控制算法性能研究仿真的17自由度模型,用3自由度模型设计自适应预测控制算法,用17自由度模型进行仿真验证,有效解决了模型与控制的矛盾问题。

摘要：为了全面反映高速铁路线路空间线形作用下的轮轨动态相互作用特征,基于车辆-轨道耦合动力学理论,综合考虑车辆系统与轨道系统的动力响应,提出了高速铁路线路空间线形的动力学评价指标体系研究方法.针对高速铁路平纵断面参数,确定了变化敏感的动力学指标,并给出了具体的高速铁路空间线形评价指标.以高速铁路纵断面线形评价为例,详细介绍了该研究方法的应用与实施过程,在此基础上,给出了高速铁路纵断面的参数设计建议.研究结果表明:在时速为350 km高速铁路线路线形参数的设计过程中,竖曲线的设计原则是应尽可能采用较小的坡度及较大的竖曲线半径,且夹坡段长度不小于300 m.

摘要：为深入了解机车车辆二系横向止挡结构对机车动力学性能的影响并为转向架设计提供理论指导,以机车通过曲线轨道工况为例,研究了止挡结构参数(包括止挡间隙和止挡刚度)对行车舒适性和安全性指标的影响规律.研究结果表明:止挡间隙和止挡刚度对车体的横向振动加速度影响较大,而对轮轨动态相互作用性能指标的影响甚微,适当增大止挡间隙或减小止挡刚度,可以减小车体的横向振动.

摘要：高速列车车轮多边形磨耗是一种沿车轮周向的不均匀磨耗,是列车服役过程中常见的车轮失效现象,其产生的剧烈轮轨激励严重威胁车辆系统服役可靠性.制动系统作为保障高速列车服役安全的核心部件,其界面摩擦学行为直接受到轮轨激励的影响.为探究车轮多边形激励下的制动界面摩擦学行为,建立了刚柔耦合车辆动力学模型和制动系统热机耦合有限元模型,并分别通过线路试验和台架试验验证了模型的正确性.然后,提出一种考虑车轮多边形激励的制动界面摩擦学行为分析方法,能够真实地反映服役过程中制动界面摩擦学行为.基于此,研究了不同车辆运行速度下车轮多边形激励对制动系统动态接触、温度以及振动特性的影响规律.结果表明:车轮多边形磨耗导致系统接触面积、摩擦热、接触应力和振动等摩擦学行为更为复杂且剧烈.此外,系统接触面积标准差和振动加速度均方根值随速度的增加而增大.因此,车轮多边形磨耗对制动界面摩擦学行为具有不可忽略的影响.该研究成果可为制动系统界面摩擦学行为研究及结构优化设计提供有效方法与工程指导.

摘要：牵引电机是铁路机车的动力源,其关键零部件(支承轴承等)的服役性能直接影响机车传动系统的稳定性和可靠性.对于重载机车,传统轴承服役寿命评估方法主要基于定载荷工况,难以准确评估轨道不平顺等复杂外部激励作用下电机轴承的服役寿命.因此,本文根据车辆-轨道耦合动力学理论,考虑轨道车辆运行过程中的轮轨相互作用和齿轮啮合作用,建立了具有牵引动力传动系统的机车-轨道耦合动力学模型;采用线性损伤累积准则和ISO 281标准计算方法,评估了复杂机车振动环境下牵引电机轴承的服役寿命.结果表明,在轨道随机不平顺激励下,机车轮轨垂向力、齿轮啮合力、牵引电机内部转子离心力、不平衡磁拉力等明显增大;在复杂机车振动环境中,电机轴承内部滚子-滚道相互作用加剧,传动端与非传动端轴承的疲劳寿命缩短;随着线路状态的不断恶化和机车运行速度的提高,牵引电机轴承的预测寿命里程不断减小;由于传动端轴承承受较大的外部动态载荷,传动端轴承的服役寿命明显低于非传动端轴承.本文提出的评估方法可为机车牵引电机轴承的设计、选型和寿命评估提供理论指导.

摘要：我国高速铁路轨道结构类型较多,动车组在线路上的适应性问题越来越突出,其相关研究越显重要。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,对高速铁路动车组在线路上适应性设计方法进行了初步探讨,提出了以高速动车组为设计主体的线路适应性设计方法,介绍了该方法在中国标准动车组动力学性能设计工程中的应用情况,以期为我国高速铁路动车组设计提供一种新的思路和参考。

摘要：基于刚体多体动力学理论,考虑含牵引电机与齿轮传动系统的动力传递系统的功能与特点,建立某型HX重载电力机车三维动力学模型。同时,推导了该型采用抱轴式对称布置牵引传动装置的重载电力机车的轴重转移理论解析计算公式,计算获得了准静态工况下该型重载电力机车轴重转移结果。通过对比两种方法计算结果表明,解析计算公式能够比较准确地获得2(B0-B0)轴式机车抱轴式对称布置牵引传动装置的轴重转移结果;此外,在考虑齿轮传动系统的影响后,机车多体动力学模型与理论解析方法计算结果吻合较好,能够反映实际运行过程中机车的动态轴重转移情况。

摘要：利用基于车辆-轨道耦合动力学与齿轮动力学理论建立的考虑齿轮传动系统动态耦合效应的机车-轨道耦合动力学模型,同时考虑车轮扁疤冲击激励和齿轮传动时变啮合刚度激励,仿真分析了机车以60 km/h的速度匀速运行时不同尺寸车轮扁疤诱发的附加轮轨冲击力,研究了扁疤尺寸对重载机车齿轮传动系统动态性能的影响.结果表明:(1)新扁疤长度的不断增大,齿轮副的啮合力和动态传递误差(dynamic transmission error, DTE)的最大值随之增大,特别是当新扁疤长度超过60 mm时,啮合力和DTE的最大值急剧增大;(2)旧扁疤深度一定时,轮轨力最大值随扁疤长度的增大而逐渐减小,啮合力和DTE的最大值变化趋势与轮轨力最大值的变化趋势基本一致;(3)当旧扁疤长度一定时,轮轨力最大值随扁疤深度的增加而逐渐增大;当扁疤深度超过0.5 mm后,轮轨力最大值增长速率减缓,而啮合力和DTE的最大值增长速率反而增大.本文研究工作对铁路机车齿轮副的设计参数选取、动态特性评估、疲劳寿命估算以及轮对维护具有一定的理论参考价值.