摘要：针对传统自适应控制器暂态性能较差的问题,本文设计了一种基于确定性模型的高速列车二阶段自适应控制器,实现了对给定参考曲线的渐进跟踪.首先,通过受力分析建立了列车的纵向动力学模型,并根据先验知识确定列车模型中未知参数的区域范围,从而在未知参数的区域范围内建立列车的确定性辨识模型集;然后,采用凸组合的思想设计控制器,并利用二阶段自适应控制策略更新控制器参数;最后,以CRH380AL型高速列车在济南–徐州段的数据进行仿真实验,仿真结果表明该控制系统具有理想的稳定和渐进跟踪特性,并且能够快速逼近列车模型参数突变后新的工作点,显著地改善了列车速度跟踪控制系统的暂态性能.

摘要：高速铁路车轮的磨耗性能对于车轮型面的设计和性能评估至关重要。微小的型面变化可能会导致轮轨接触几何特性发生重大改变,合理的轮轨型面匹配能够改善轮轨磨耗,提高车辆性能和脱轨安全性。提出一种考虑磨耗演化的车轮型面优化方法。首先,通过追踪测试不同运营时期的磨耗型面,确定车轮磨耗的主要范围作为优化区域。然后,结合非均匀有理B样条(NURBS)拟合算法对车轮型面进行曲线插值拟合,构建了车轮型面的参数化模型。接着,将考虑车轮磨耗演化的预测模型引入到多目标函数中,同时引入了目标函数自适应权重调整因子,建立了车轮型面的多目标优化模型。采用拉丁超立方采样方法建立RBF代理模型进行模拟仿真计算,并利用TS-NSGA-II多目标优化算法进行车轮型面的优化设计。最后,对优化型面LMA-opt与LMA型面进行对比验证分析,包括车轮磨耗演化分析、轮轨静接触分析、轮轨动态接触分析和车辆动力学性能分析4个方面。结果表明,优化后的车轮型面磨耗得到显著改善,具备更好的静态几何接触性能和动态特性。这有助于提升车辆曲线通过性能,并在镟修周期内有效降低车轮的磨耗量和疲劳损伤,从而延长车轮使用寿命,提高车辆的可靠性和安全性。这项研究为车轮型面的优化提供了一种智能化的设计方法和参考。

摘要：在传统的滚动轴承故障建模中,大多采用半正弦函数来描述位移激励,忽略了故障边缘的刚度弱化效应,导致模型与实际存在偏差。以NU306局部故障轴承为研究对象,考虑故障前后滚道的弹性变形,提出了一种新的分段位移激励函数。采用有限元分析方法确定了函数的系数,并将系数代入滚动轴承动力学模型中,对比分析了不同故障宽度下采用分段位移激励函数与传统半正弦位移激励函数时轴承的振动特性。结果表明:分段位移激励函数更加符合实际情况,所得到的振动信号与实验结果更吻合;基于分段位移激励函数的轴承振动响应曲线比基于传统位移激励函数的平缓。研究结果为深入研究局部故障滚动轴承的振动特性提供了一定的参考。

摘要：针对重载列车运行环境复杂多变导致的传统控制方法跟踪误差较大的问题,提出了一种新型的离散积分终端滑模预测控制方案,该方案设计了一种基于自适应切换控制的离散积分终端滑模控制律,为提高重载列车系统跟踪精度,将模型预测控制与离散积分终端滑模控制相结合并推导出离散积分终端滑模预测控制方案.并且还对重载列车多输入多输出系统的未知扰动、系统离散化误差进行了延时估计,进一步提升了模型的精度和算法的控制精度.仿真结果表明,本文提出的控制方法质点1速度跟踪误差在0:2 km/h以内,各质点控制力变化平稳且小于对比方案.

摘要：以某车辆段为研究对象,实测运用库行车引起的源强、盖板及上盖建筑的垂向振动,对比不同断面振动规律的变化;建立轨道-大地-车辆段-上盖建筑三维有限元模型,结合车辆轨道动力学模型计算加载所需轮轨力,将轮轨力加载至有限元模型钢轨上求解振动响应,再用实测数据加以验证,在此基础上研究不同扣件刚度及不同楼板厚度工况下上盖建筑的振动变化,研究结果表明:加减速状态下,源强各处振动主频带较匀速状态下更宽;盖板上各测点主频为31.5 Hz,上盖建筑主频为63 Hz;减振扣件在20~125 Hz内有较好的减振效果;同一楼层板厚每增加20 mm,上盖建筑Z振级对应衰减0.84~1.46 dB。

摘要：为保证铁路路基的安全与稳定,一般需要确保地基承载力、路堤稳定性及路基工后沉降均满足设计要求,但当前对于地基承载力是否需要检算这一问题还未达成共识。为此,基于ABAQUS建立铁路路基有限元模型,考虑地基土土性、地基坡率、路基土土性、路基坡率、路基填高的影响,通过定量分析,探讨地基承载力检算的必要性,并分析不同因素对地基承载力、路堤稳定性和路基工后沉降的影响规律。研究结果表明:在铁路路基设计时应考虑地基承载力的影响,并与路堤稳定性和路基工后沉降共同进行检算;地基承载力大小与地基土土性、路基土土性、路基填高等因素密切相关,在铁路路基设计时,地基承载力计算需要根据地基土土性、路基土土性和路基填高等因素综合确定;不同影响因素对地基承载力、路堤稳定性与路基工后沉降大小的影响显著性关系有所不同,其中各因素对地基承载力大小的影响显著性依次为地基土土性>路基填高>路基土土性>路基坡率>地基坡率,对路堤稳定性大小的影响显著性依次为地基土土性>路基坡率>路基土土性>路基填高>地基坡率,对路基工后沉降大小的影响显著性依次为地基土土性>路基土土性>路基填高>地基坡率>路基坡率。研究成果可为高速铁路路基设计提供参考。

摘要：为分析地铁列车运行引起的振动对精密仪器的影响,以广州地区某精密仪器实验室为研究对象,基于多体动力学软件和有限元软件建立振动响应分析模型,并用实测数据加以验证,分析不同运行速度、隧道埋深及浮置板轨道作用下的实验室内振动响应特性。研究结果表明:地铁列车运行速度对实验室内振动有较大影响,随着车速由80km/h降低至40 km/h,列车运行引起的室内振动能够满足“l~3μm (小于3μm)的精密加工及检测装置”等精密仪器的规范限值;隧道埋深对实验室内振动影响较小,埋深由30 m增大至40 m并不能有效地将地铁振动降低至精密仪器的限值要求,同时还会增加经济成本;采用钢弹簧浮置板轨道可以使实验室内的振动满足“0.1~0.3μm的超精密加工及检测装置、电子束装置、电子显微镜”等精密仪器的限值要求;对于容许振动值不超过3μm/s的精密仪器,可以通过在仪器基座处设置隔振器等措施,确保仪器能够正常工作。

摘要：为研究市域快线无砟轨道结构轻量化经济性、列车快速运行安全性协同优化设计问题,利用多体动力学软件Universal Mechanical建立车辆-轨道空间耦合模型,详细分析轨道板长度、宽度、厚度、弹性模量和扣件刚度、扣件间距单独变化时,对市域D型动车以速度160 km/h通过时所引起的轮轨系统动力响应,通过响应面实验得到市域快线无砟轨道钢轨垂向位移响应面模型,并经NAGA-Ⅱ遗传算法进行多目标优化得到最优参数组合。结果表明:通过单因素试验,对钢轨垂向位移影响显著的依次为扣件间距、扣件刚度和轨道板长度;建议在进行市域快线无砟轨道结构设计时将钢轨垂向位移作为关键评价指标;各设计变量对市域快线无砟轨道力学性能影响的主次顺序依次为扣件间距、扣件刚度、轨道板长度、轨道板宽度、轨道板厚度、轨道板弹性模量;推荐设计方案为扣件系统刚度25 kN/mm,扣件间距0.625 m,轨道板长度4.9 m,轨道板宽度2.8 m,轨道板厚度0.26 m,轨道板混凝土等级C40。

摘要：根据高温高强铜合金的设计思路,采用粉末冶金方法通过添加Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金制备基体强化的铜基复合材料,探究基体合金强化对复合材料组织形貌、力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明:Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金在基体中析出Ni2Si和Cr3Si两种硬质相,且在基体中弥散分布;随着基体中Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金含量的增加,复合材料的硬度和压缩强度逐渐增加,最高分别达到45.9HBW和137.4 MPa,比铜基体分别提高了17.4%和17.7%;随着基体中Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金含量增加,复合材料的摩擦因数逐渐增加,过量的Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金使复合材料磨损量增加。当Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金含量为50%时,铜基复合材料摩擦磨损性能最佳。Cu-7.0Ni-1.75Si-0.5Cr合金对铜基复合材料具有良好的基体合金强化效果,能够有效改善其摩擦磨损性能。

摘要：为明确提速线路路-桥过渡段提速必要条件,基于列车车轮跳轨全过程计算方法,分析考虑车轮跳轨的路-桥过渡段轨道动力响应特性,研究列车速度和过渡段折角对车轮跳轨特征和轨道动力响应的影响。研究结果表明:当轮轨密贴时,轮轨力、钢轨竖向位移等动力学指标随过渡段折角和列车速度的增大呈逐渐增大的趋势,且过渡段折角对这些动力学指标的影响明显比列车速度对其的影响大,如列车速度由160 km/h增至300 km/h,轮轨竖向力由105 kN增至140 kN,增幅33.3%;过渡段折角由0.05%增至0.25%,轮轨竖向力由84 kN增至143 kN,增幅70.2%。考虑轮轨分离时,跳轨持续时间和车轮跳轨高度车轮跳轨高度随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且过渡段折角对车轮跳轨特征影响明显,如当列车速度由280 km/h增至320 km/h时,车轮跳轨高度和跳轨持续时间跳轨高度由4 ms、4.12 mm分别增至6 ms、4.52 mm,增幅分别为50%、9.7%;过渡段折角由0.18%增至0.22%,跳轨持续时间和车轮跳轨高度由3.7 ms、2.89 mm分别增至7.9 ms、6.04 mm,增幅分别为113.5%、109.0%;轨道动力响应随列车速度或过渡段折角的增大而增大,且建议考虑车轮跳轨发生后冲击阶段的轮轨相互作用。250 km/h提速300 km/h有砟轨道线路,路-桥过渡段折角建议不应大于0.20%。