摘要：随着我国对节能环保的要求提高,利用铁路开展驮背运输有了新的需求,驮背车辆服役过程中曲线通过性能差,车轮磨耗问题严重,目前对驮背运输车辆的动力学等问题的研究并未系统开展。本文选用均载组合式小轮径转向架作为驮背车辆的方案,并利用simpack软件建立小轮径转向架车辆动力学模型,考虑模型中的非线性力元特性。然后利用动力学模型分别对新轮和磨耗到限车轮的车辆动力学性能进行分析,最后采用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中的V形橡胶堆参数进行优化,进一步提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,减小车轮磨耗。研究结果表明:小轮径转向架空、重车新造和磨耗到限的蛇行临界速度最小为95km/h。在所计算的速度范围和曲线、道岔工况下,车辆曲线通过性能和平稳性指标都满足GB/T5599—2019标准中的相关限值。利用NSGA-2优化算法对小轮径转向架中V形橡胶堆参数进行优化,优化后有效提升了车辆曲线通过性能,减小了车轮磨耗,优化后轮轴横向力减少11.87%,一位右侧车轮脱轨系数减少15.45%。在600m曲线半径上,一位左侧车轮磨耗深度减少42.85%,一位右侧车轮磨耗减少28.25%。V形橡胶堆参数对车辆动力学性能具有重要影响,通过设置合理的V形橡胶堆参数可以提升小轮径驮背车辆曲线通过性能,为小轮径转向架的设计和研发提供参考。

摘要：针对虚拟样机分析模型中存在的问题,综合考虑产品设计和性能分析,提出了研究虚拟样机的集成框架;提出一种直接从产品设计模型中抽象产品分析模型,并提取相关性能数据的思路和方法。用CAXA作为计算机辅助设计建模和模型属性提取工具,详细研究了模型一体化的技术过程,着重研究了机械多体系统模型中刚体、约束、力元等组成部分属性的提取,将后续样机的分析和测试与产品设计充分结合,实现了样机模型数据传递的无缝和一体化,解决了各种性能分析工具中重复建模的问题。

摘要：为了改善车辆能量回馈式主动悬架系统的稳定性、减振性及能量回馈性能,建立了含参数摄动的1/4车体能量回馈式主动悬架模型并进行动力学分析,基于μ综合方法设计了该系统的鲁棒控制器.为验证其控制效果,利用MATLAB/SIMULINK进行了仿真.结果表明,在参数摄动和路面不平顺输入的干扰下,基于μ综合控制的车辆能量回馈式主动悬架鲁棒稳定,闭环系统的结构奇异值峰值为0.580 9,在给定频段内能更好地抑制车体振动,在固有频率下车体垂直振动加速度增益降低了9 dB.

摘要：针对高速列车包间噪声问题及降噪措施进行了相关研究。首先,通过线路试验分析了高速列车包间噪声特性,包括噪声频谱、声源识别和声品质,掌握了包间中心与铺面上方测点的噪声差异,明确了包间噪声控制目标;其次,基于统计能量分析方法建立了高速列车包间噪声预测模型,并进行了试验验证,开展了包间声能量贡献分析,确定了降噪方案设计指标,进而对车体进行了隔声方案优化设计;最后,通过包间噪声的迭代预测,确定了车体降噪方案的可行性,并进行了线路试验验证。结果表明,采用笔者设计的降噪措施,包间噪声总值降低了3.2 dB(A),包间原本较高的响度和粗糙度得到明显控制,尖锐度也略有降低,声品质得到了优化。

摘要：样机数字化模型和性能虚拟试验是铁路机车车辆虚拟样机工程的核心。围绕铁路机车车辆虚拟样机的产品模型,在开放式的CAD平台上,采用模块化和组件的技术思想,以机车车辆关键部件转向架为对象,研究机车车辆产品三维参数化设计的自动化方法。由模型数据基于Parasolid的数据交换,将模型无缝转到CAX-A的CAD系统,并获取零部件的属性数据。在CAD设计软件SolidWorks系统中,用户通过客户应用程序对组件对象模型及其属性进行操作;在自己开发的应用软件中实现诸如选择、创建实体、零件调入等功能。运用这些功能,可以方便地操纵CAD软件内部的几何实体,进行参数控制,从而实现零件和装配的自动化设计。

摘要：为研究节点刚域对钢-混组合桁架梁桥行车动力响应的影响规律,以某新建桥梁为例,利用自主开发的TRBF-DYNA软件开展列车-轨道-桥梁耦合系统振动响应研究.分别采用有限元方法建立考虑节点刚域的轨道-桥梁子系统整体三维模型;采用多刚体动力学方法建立31自由度车辆子系统模型,应用轮轨空间滚动接触模型模拟轮轨间可分离的接触关系.首先分析了节点刚域对桥梁自振特性的影响;继而研究了节点刚域和行驶线路对列车走行性以及桥梁整体和局部杆件动力响应的影响.结果表明:考虑节点刚域显著提高桥梁刚度;同时,桥梁的竖向振动位移峰值和加速度峰值减小30.00%~35.15%;钢腹杆内力显著提升,其中弯矩会增大90.41%~224.02%;但节点刚域对列车行车安全性指标影响较小.双线行车较单线行车引起的桥梁动力响应显著增强,其中横竖向加速度峰值将分别增大114.29%和100%;钢腹杆的应力有所增加,但并非成倍增加.建议在研究钢-混组合桁架梁桥行车动力响应时考虑节点刚域的影响.

摘要：研究了7075-T6铝合金薄板激光复合焊焊接接头疲劳裂纹扩展寿命.同时通过试验建立了不同热输入与弹性模量之间的函数关系并预测了给定热输入下的疲劳寿命.基于改进的Forman公式,提出了一种考虑7075-T6复合焊接头性能差异性、应力强度因子门槛值、裂纹扩展驱动力以及残余应力等多因素耦合的接头寿命预测模型.通过有限元模拟仿真并结合裂纹扩展和接头拉伸试验,对提出的模型进行了验证.结果表明,该模型预报的接头寿命与试验结果吻合较好.

摘要：研究激光-电弧复合焊接2 mm板7075-T6铝合金在不同应力比R和应力幅σa下的疲劳裂纹扩展行为.结果表明,优选的复合焊工艺参数激光功率3 kW、电流110A和焊接速度3 m/min条件下接头和母材的疲劳裂纹扩展速率曲线存在交叉现象,即当应力强度因子幅#K小于15.6 MPa.m1/2时,接头的疲劳裂纹扩展速率小于母材,反之则接头的疲劳裂纹扩展速率大于母材.而对应同一#K值,高应力比下的疲劳裂纹扩展速率快于低应力比条件下的扩展速率.应力幅或平均应力是影响疲劳裂纹扩展特性的主要因素.

摘要：为了改善具有参数不确定的能量回馈式主动悬挂系统的稳定性、减振性能以及能量回馈性能,对含摄动的系统模型进行了鲁棒控制器设计,并给出了系统的能量平衡条件.在MATLAB/SIMULINK下,对控制系统进行了仿真.结果表明,鲁棒控制器使得能量回馈式主动悬挂系统稳定;相比传统最优控制器,减振性能得到明显改善;控制作用力、悬挂动行程、轮胎动位移、车身加速度的均方根值分别降低了45.19%、52.15%、61.19%和15.79%;整个仿真过程回收能量1 831 J.

摘要：为研究列车-大跨度板桁结构斜拉桥耦合振动引起的整体与局部振动响应问题,提出了基于车-桥耦合动力学的数值分析方法.首先建立桥梁结构精细化三维有限元模型,并由直接刚度法建立桥梁子系统动力方程;列车采用31自由度刚体动力学模型,轮轨之间分别采用赫兹非线性接触模型和非线性蠕滑力模型计算法向力和蠕滑力;利用自主开发软件TRBF-DYNA开展车-桥耦合系统加速度、动位移以及动应力分析.以主跨406m的三塔斜拉桥荆岳铁路洞庭湖大桥为研究对象,开展了不同行车线路、不同车速以及不同轨道不平顺条件下的耦合系统动力响应分析,研究了桥梁整体和局部动力响应,以及列车运行安全性指标和乘坐舒适性指标的变化规律.结果表明:正交异性钢桥面板的局部动力响应远大于钢桁架主梁;大跨度斜拉桥的动力系数较小,受车速和轨道不平顺谱的影响较小;钢桁架主梁下弦杆和腹杆处于高周疲劳应力工作状态,在疲劳性能研究中需要特别关注;设计速度条件下,桥梁动力响应指标以及列车运行安全性和舒适性指标均满足规范要求.