摘要：针对转向架设计初期阶段,仿真计算随机激励下构架振动响应谱计算量大与名义应力法预测构架焊缝疲劳寿命具有离散性的问题,建立简化的地铁车辆有限元模型,将大质量数置入轮轨接触点,依据虚拟激励算法与大质量法理论,将轨道不平顺位移激励转化为力激励施加于大质量点,直接求解构架振动响应的绝对位移功率谱,分别基于频域名义应力法与频域主S-N曲线法对构架进行随机振动疲劳寿命预测。计算过程表明,虚拟激励算法能快速、准确地求解构架振动响应谱;计算结果表明,构架的沉浮、横移与扭转模态对其疲劳寿命有较大的影响。同时,频域主S-N曲线法预测的构架焊缝疲劳寿命结果具有更好的一致性与准确性,且还可有效地识别焊缝的应力集中现象。

摘要：为了更好地揭示空气制动机各子系统之间的耦合关系,真实地描述其瞬时离散特性,以120型空气制动机为例,在键合图理论的基础上引入MA(Model Approximation)法建立120型空气制动机的数学模型。分析各子系统的工作原理,运用可控结点和虚拟元件仿真模拟子系统的离散特性,建立具有统一因果关系的键合图模型;通过分析各子系统之间的相互作用关系,根据功率流传递路径,建立120型空气制动机的键合图模型。以120阀机后起"非常"现象为案例进行仿真分析。结果表明:仿真结果和试验结果吻合,证明建立的模型能够真实反映120型空气制动机的工作特性,为空气制动机的性能评估和优化设计提供了一个新的途径。

摘要：为系统分析和总结轨道车辆永磁牵引系统控制技术研究与发展趋势,介绍了永磁同步电机作为牵引电机应用于轨道交通领域的优缺点和国内外永磁同步牵引系统的应用情况;回顾了大功率牵引逆变器在低开关频率下的控制技术和永磁同步电机牵引控制技术,分析了脉宽调制策略、弱磁控制等关键技术的设计思想、研究方法等;总结了近几年国内外研究成果,讨论了各类控制方法的优点和局限,并展望了永磁同步电机在轨道交通牵引领域的发展前景和面对的挑战。研究结果表明:内置式永磁同步电机适用于直驱系统,具有体积小、效率高等优势;牵引逆变器通常采用混合脉宽调制策略,低频段采用异步调制,中频段为同步调制,方波工况下采用单脉冲调制,其中特殊同步调制下系统动态性能的提升和不同调制方法之间的平滑切换是牵引逆变器脉宽调制技术的难点;电机控制策略主要针对基于双电流调节器、电压矢量角弱磁控制和方波工况下弱磁控制这3种高速运行区的弱磁控制方法进行研究;在前期研究的基础上,应进一步考虑永磁同步电机的无位置传感器技术、故障在线诊断与预测和高精度参数辨识问题;牵引传动系统的机电耦合特性和短路故障处理是今后重点关注的研究方向。

摘要：提出非线性有限元和多刚体动力学联合仿真的方法对列车碰撞过程中的爬车现象进行研究,该方法可以大幅度的减少计算时间,并广泛适用于轨道车辆碰撞事故的重现模拟、车辆结构的被动安全设计以及后续性能优化。研究表明,列车碰撞过程中,各车辆在纵向碰撞力的作用下将难以避免地产生点头运动,并对爬车现象起到决定性的影响。此外,现实条件下碰撞列车之间的各种差异难以避免,例如不同的车辆质量、不同的车体质心高度以及点头频率都会造成相邻车辆点头运动的不同步,从而在碰撞界面形成一定的高度偏差。计算结果显示,随着碰撞列车之间的差异逐渐增大,列车间最大垂向位移明显增加,相邻车辆间的相互爬升趋势也逐渐加强。相比于碰撞质量的不同,爬车现象对车辆点头频率和质心高度的变化更加敏感。

摘要：根据轨道车辆电空复合制动的工作原理,以全车制动系统为研究对象,一动一拖制动控制单元为研究载体,基于多学科协同分析方法,建立了控制子系统、气制动子系统、电制动子系统与制动执行子系统模型,基于各子系统之间的关联参数,搭建了制动系统的联合仿真平台;根据广佛二期车辆的实际参数,模拟列车电制动失效工况下常用全制动的运行工况,计算了空走时间、制动时间、制动距离、制动减速度、瞬时速度、平均减速度、纵向冲动、车钩力、利用黏着系数与制动缸压力,并与试验结果进行了对比,以验证集成化仿真平台的可行性和有效性。仿真和试验结果表明:在制动稳定后,仿真和试验的列车制动减速度约为1.25m·s^(-2),仿真的平均减速度约为1.05m·s^(-2),试验的平均减速度约为1.09m·s^(-2),误差较小,且均符合常用全制动的平均减速度不小于1.0m·s^(-2)的要求;在常用全制动工况下,采取等磨耗制动力分配的动、拖车利用黏着系数不同,动车约为0.13,拖车约为0.12,但都未超过0.16的最大可利用黏着系数的限制;虽然动、拖车的质量不同,但等磨耗工况下施加常用全纯空气制动后,试验和仿真的动、拖车的制动缸压力均相等,约为420kPa。由此可见,可利用基于多学科协同分析的联合仿真平台对轨道车辆制动系统进行车辆级的研究,为制动系统的开发和设计优化提供理论依据。

摘要：提出一种新的高速动车组车轮型面优化镟修方法,以与车辆系统动力学中的临界速度、影响轮轨系统磨损接触疲劳的接触应力和车轮名义滚动圆直径大小相关的三个函数为目标函数,以车轮外形曲线控制点的纵坐标为设计变量,样条曲线控制点的纵坐标上下界作为曲线的附加条件,以车轮型面的轮缘高、轮缘厚、接触角参数及样条曲线的导数作为车轮外形的几何约束参数,建立了高速动车组车轮型面多目标优化镟修模型.优化结果表明:基于多目标优化镟修模型,可以使得磨耗后的车轮不必镟修到标准型面就可以达到接近于标准型面时的综合性能,并且减少了车轮外形的镟修量,延长了车轮的使用寿命.

摘要：将地铁车辆电机考虑成具有6个自由度的空间刚体,建立电机的自由振动方程,以解耦度为优化目标,以电机横移及浮沉振型频率为约束条件,基于遗传算法对电机悬挂系统各橡胶元件的三向刚度进行优化设计;结合某地铁车辆动力学模型以及现场试验,对比分析电机采取刚性吊挂方案和解耦优化的弹性吊挂方案时转向架和车体的振动及受力情况.分析结果表明,电机各阶刚体振型可获得良好的解耦度,最高的达到了100%,频率分布与期望值基本一致;与刚性吊挂方案相比,当电机采取解耦优化的弹性吊挂方案后,可以有效降低转向架关键部位的振动以及动荷载,从而有效降低转向架的疲劳损伤.

摘要：轮胎载荷是车辆设计和安全性评估的基础数据,对轮胎进行高精度的载荷识别具有重要意义。针对轮胎载荷直接测量昂贵、复杂的现状以及基于纯物理驱动与纯数据驱动的载荷识别方法的局限性,提出一种物理-数据联合驱动的载荷识别模型。该模型由卡尔曼滤波器与神经网络修正模型串行组成,卡尔曼滤波器对载荷进行初步识别,修正模型通过卷积神经网络和长短期记忆网络提取信号的空间和时间特征,预测卡尔曼滤波器的偏差并对识别结果予以修正。以APM300胶轮车辆为例进行载荷识别,结果表明,该串行模式载荷识别模型通过将物理驱动与数据驱动方法有机结合,综合整个系统的规则与经验,有效地克制了参数扰动的影响,提升了载荷识别精度,具有较强的泛化性能,具备一定的工程应用价值。

摘要：研究了电磁旋转涡流制动器制动力矩控制方法。利用磁路分析法得到了制动力矩的计算公式,以及制动力矩与励磁电流及列车速度的数学关系,从而确定制动力矩控制系统的总体方案,阐述系统工作原理,说明系统各主要组成模块,建立其仿真模型,并根据系统总体方案完成模块集成。介绍了PID(比例 积分 微分)控制、模糊控制、模糊自适应PI控制3种制动力矩控制算法,说明控制器设计步骤。完成仿真计算,并对结果进行对比分析。结果表明,相对于开环控制,3种控制算法都能有效地控制制动力矩。此外,无论是系统瞬态性能指标,还是稳态性能指标,都是模糊自适应PI控制表现最佳,模糊控制次之,PID控制相对最差。

摘要：采用基于轨道谱及包括轮轴间时延预瞄的最优控制算法,在一系悬挂中加入主动控制,设计其主动控制规律,从降低轨道至车体振动的传递入手,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析。结果表明:该最优控制算法对车辆系统的振动有较好的抑制作用;可以改善轨道至弹性车体中部的振动加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制整车的弹性振动;最优控制算法对车辆系统的1 Hz左右的低频振动、包含人体垂向振动敏感频域(4～8 Hz)的4～10 Hz频率内的振动衰减明显,但对车体高频振动作用不大。并与二系主动悬挂系统比较,发现一系主动悬挂能更有效的控制车体的弹性振动,且抑制的频率范围较宽,车辆运行平稳性更佳,为今后弹性车体减振措施选择提供依据。