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：城市轨道交通应用范围越来越广,除市内运行要求外,目前还出现了市郊运行(运行速度达到120 km/h)需求。为解决目前城市轻轨列车的跨线提速运营能力不足问题,提出一种跨线提速带摇枕轻轨转向架结构方案,并对其动力学性能进行了研究。该方案主要在车体与构架之间增加了摇枕结构,以实现车体构架摇头运动约束解耦与回转阻尼的非线性。在对转向架结构分析的基础上,对于无摇枕转向架与带摇枕转向架构架、摇枕与车体进行受力分析,并建立5模块低地板轻轨列车动力学模型,分析两种转向架新轮、磨耗轮状态下的稳定性、平稳性、安全性(包括R350大半径曲线与R50小半径曲线)与回转阻力系数。结果表明:由于转向架摇枕带来的回转阻力的非线性特性,带摇枕转向架的稳定性、平稳性与大、小半径下曲线通过安全性均优于无摇枕转向架。该转向架既可胜任市郊高速运行的要求(保证120 km/h运行),又能胜任市内小半径曲线安全通行的要求(安全通过R50),为跨线提速运营提供了保障。

摘要：低温环境对高速动车组动力学性能影响显著,需要掌握低温下的车辆参数变化范围,针对-40℃或极低温工况鲜有研究。基于悬挂元件低温特性试验结果,建立高寒动车组非线性动力学仿真模型,并将常温环境下的动力学仿真结果与线路试验结果进行对比验证;将车辆系统悬挂参数、轮轨匹配、轮轨界面参数考虑为正态随机分布,采用拉丁超立方采样方法组合得到300种计算工况,仿真研究高寒动车组在-40℃低温环境运行时的动力学性能。300 km/h速度条件下,车辆运行稳定性和安全性能满足标准要求,但新镟修车轮在直线运行工况下的横向平稳性较常温环境下差,主要是由于车辆发生了横向低频晃动;低温引起橡胶元件和减振器的刚度和阻尼增大,导致在与车体上心滚摆接近的频率范围内,前后转向架同向蛇行运动的阻尼比降低,引发以车体滚摆为主的横向晃动,因此高寒动车组需要注意预防新镟轮后的车体晃动现象。为低温环境下的高速动车组悬挂参数使用范围和动力学性能设计提供了参考。

摘要：基于反卷积DAMAS2波束形成理论,设计声源识别算法,开发相应软件。针对已知单声源、不相干双声源、相干双声源的模拟计算结果表明:新方法能够有效消除旁瓣,显著提高空间分辨率,更准确地识别声源。某发动机标定工况下的噪声源识别试验结果表明:气缸盖罩1#和2#缸中间及3#和4#缸中间的位置、缸体、排气旁通阀和发电机是其主要噪声源,试验验证了反卷积DAMAS2波束形成在发动机噪声源识别中的有效性。

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：上海磁浮列车由于流线型车头较短,气动性能并不理想,根据国内厂家给定的列车横断面尺寸和对气动性能的要求,对国产磁浮列车气动外形进行多方案设计,通过求解三维可压N-S方程和k-ε双方程湍流模型,对提出的磁浮列车各种外形方案的气动性能进行数值模拟计算,并根据计算结果进一步改进气动外形,如此反复,直至得出气动性能和外观最优的磁浮列车外形。在最终选定的三种设计方案中,方案3由于水平投影轮廓线较窄、最大纵剖面轮廓线曲率较小,其整车空气阻力和列车交会压力波都较其它两种方案要小,因此为最佳的气动外形方案。通过比较分析,此次选用的国产磁浮列车外形,列车以430km/h运行时三节车总的空气阻力为33.84kN,而上海磁浮列车为54.07kN;国产磁浮列车最大列车交会压力波幅值为2913Pa,而在同等条件下上海磁浮列车为3827Pa,其气动性能明显优于上海磁浮列车。

摘要：为改善高速列车明线运行时的气动性能,基于伴随方法和径向基函数网格变形技术,开展高速列车头型气动优化设计。采用径向基函数网格变形技术,避免列车头型优化过程中的网格重复生成,提高头型优化的效率。通过伴随方法求解目标函数对列车头型的敏感度,无须定义任何的头型设计变量,避免人为指定设计变量对优化结果的影响。将网格变形技术、伴随方法及计算流体动力学(Computational fluid dynamic,CFD)方法相结合,构建高速列车头型优化设计流程,选取整车气动阻力和尾车气动升力为优化目标,对高速列车头型进行多目标气动优化设计。结果表明:伴随方法可以有效地应用于高速列车的头型优化;优化后,在满足约束条件的情况下,列车的整车气动阻力减小2.83%,尾车气动升力减小25.86%;气动阻力减小主要位于头尾车流线型部位,中间车和头尾车车体气动阻力基本保持不变;尾车气动升力减小主要位于流线型部位,尾车车体向下的升力绝对值也有所减小。

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：建立摆式列车多刚体系统动力学模型、受电弓非线性动力学模型和接触网有限元动力学模型。将受电弓基座通过滚轮安装在车顶的导轨上,使用伺服电动机驱动受电弓框架在导轨上横向运动,实现受电弓横向主动控制。当列车在直线轨道上运行时,利用受电弓的横向主动控制,根据导轨形状约束使受电弓框架同时垂向移动,从而减小弓网接触压力波动。在曲线轨道上,受电弓需要相对车体反向倾摆,使弓网接触点在弓头上的横向位置满足受电弓工作范围要求。并且使受电弓框架垂向位移和侧滚角度足够小,弓网接触压力达到车辆正常曲线通过时的水平。设计两种受电弓导轨外形。采用数值仿真方法,比较分析两种导轨下的控制效果和弓网振动。计算结果表明,直线轨道上和曲线轨道上的受电弓横向主动控制效果明显,能有效提高弓网接触压力最小值,减少离线发生次数,同时不会改变弓网接触压力的平均值。

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.