摘要：为了提升内燃动力包隔振性能,针对优化设计过程中优化参数较多及优化效率较低的问题,对其隔振优化方法进行研究。首先,通过综合各子结构质量、刚度矩阵建立多子结构动力包双层隔振系统24自由度动力学模型,对系统进行传统的全局坐标系下自由度耦合分析并据此提出能够去除子结构平动、转动自由度固有耦合效应的多坐标系解耦概念;其次,运用Sobol’全局灵敏度分析方法确定对动力包隔振性能影响较大的参数,并将其作为优化变量;然后,综合考虑解耦率与隔振效率对动力包进行多目标优化;最后,根据建立的动力包刚柔耦合有限元模型对系统隔振性能进行评估。结果表明,优化后系统解耦率及各工况下隔振效率均达到较高水平,验证了该方法的有效性。

摘要：以某地铁列车头车为研究对象,采用有限元软件HYPERMESH,ANSYS及动力学软件UM,建立考虑弹性车体的车辆—轨道刚柔耦合系统动力学模型;通过对比相同工况下车辆刚柔耦合模型和多刚体模型,研究车体的弹性振动对车辆平稳性的影响;在此基础上,采用多学科优化软件Isight,融合最优拉丁超立方试验技术、径向基函数神经网络代理模型技术和多目标遗传算法NSGA-Ⅱ,以车体地板面上车辆横向、垂向平稳性指标为优化目标,以脱轨系数、轮重减载率、轮轨垂向力、轮轴横向力为约束条件,对转向架悬挂参数进行多目标优化设计。结果表明:当转向架一系弹簧水平和垂向刚度分别为1446.663和1556.253 kN·m^(-1),二系弹簧水平和垂向刚度分别为91.005和161.190 kN·m^(-1),一系垂向阻尼为12.970 kN·s·m^(-1),二系垂向和横向阻尼分别为22.807和19.497 kN·s·m^(-1)时车辆动力学特性得到显著改善,且车体前端、中部和后端垂向平稳性指标优化率分别达到8.849%,8.922%和10.038%。

摘要：联锁控制对铁路车站的调度指挥和列车的有序安全运行起着非常关键的作用。为保证铁路车站联锁控制及列车运行演练的真实性和安全性,提出铁路车站联锁控制及列车运行三维虚拟仿真的总体框架。从铁路车站联锁功能入手,设计车站联锁控制的数据结构、功能逻辑和联锁控制仿真算法,实现了铁路车站联锁的逻辑控制及人机交互仿真。采用面向对象的层次分级法,设计铁路车站设备三维模型的层次结构。通过创建预制体并修改其组件的方式,构建铁路车站列车运行三维虚拟场景模型。结合铁路线路逻辑模型,提出了面向联锁控制的列车运行虚拟寻路算法和列车运动驱动算法,利用该算法进行列车各车辆空间位置和姿态的连续计算,实现了在三维场景下铁路列车的启动,加减速运动,定点停车、换道等功能。在此基础上,在Unity引擎环境下开发了基于三维场景的铁路车站列车运行联锁控制虚拟仿真系统,该系统支持铁路车站联锁控制人机交互仿真,并可在铁路车站三维场景中的不同视角下,以可视化方式观察信号设备状态变化以及列车的动态运行情况。通过给定的站内列车调度计划表,利用所开发的系统进行了铁路车站联锁控制及列车运行三维仿真。仿真实例表明,所采用的方法及技术方案在车站联锁的仿真演练与培训学习方面具有良好的应用前景和实际意义。

摘要：快捷有效地进行轮轨垂向载荷检测对保障轨道车辆的服役可靠性与运行安全具有重要意义。现有轮轨载荷检测方法尽管能实现轮轨垂向载荷的有效检测,但其测量精度受传感器布设方案、系统标定的限制,仅能实现定点检测。因此,引入数字散斑图像相关技术,为轮轨垂向载荷的快速、非定点检测提供新的技术方案。为了实现钢轨轨侧应力场的非接触、快速测量,通过左右相机同步采集垂向载荷作用下的钢轨散斑图像序列,并通过图像相关理论模型进行变形前后子区像素点的匹配和应力场计算。为了利用数字散斑检测获得的钢轨轨侧应力分布进行轮轨垂向载荷的识别,提出一种基于极限学习机(ELM)的轮轨垂向载荷识别方法。该方法采用Workbench有限元软件建立钢轨的数值模型,通过数值模拟结果选取应力变化相对敏感的区域作为轮轨垂向载荷检测的兴趣域,基于应力场数据集和对应的载荷数据集设计ELM网络参数,进而实现轮轨垂向载荷的自动识别。为了验证提出的轮轨垂向载荷识别模型的有效性,搭建基于XT-DIC的轮轨垂向载荷数字散斑检测实验平台。实验结果表明,用Y和Z方向模应力输入的方式构建的ELM模型有着最佳的识别性能,其垂向载荷预测误差仅有5.357%。研究结果为轮轨垂向载荷的非定点快速检测提供了新的可靠途径。

摘要：受限于城市空间,市域动车组往往存在较长的高阻塞比隧道运行区间。随着城市轨道交通运营速度等级的提高,匹配较高速度等级与隧道运行高阻塞比的外形优化减阻技术亟待展开。采用三维稳态、可压缩雷诺时均N-S方程和SST k-w双方程湍流模型,研究不同头型市域动车组列车在无限长高阻塞比隧道内以200 km/h运行时的气动阻力分布情况,并提出合理的优化头型选型方案。所选数值方法通过风洞试验验证了其准确性。研究结果表明:对于在高阻塞比隧道中运行的市域列车,尾车表面负压较大,列车阻力分布整体呈现尾大头小,各节车厢阻力系数分布为:尾车>头车>中间车1>中间车2,分别占比约50%,26%,14%和10%。采用的头型方案中,方案3的气动阻力性能最优,相对于原方案其气动阻力降低7%。列车头型的变化对顶部气流影响较小,而底部排障器的导流设计对底部转向架区域的气流影响较大。最后,结合不同头型列车的外形特征与阻力分布情况,总结得出了高阻塞比隧道内运行时低阻头型造型的基本特点与建议:适当提高鼻尖高度,并将排障器、头部两侧设计成向上导流、增加其流线型长度。

摘要：对比分析了现有高速动车组设备舱强度计算与评估标准,提出将气动载荷设为定值研究设备舱疲劳强度的方法。通过静强度分析优化改进了设备舱结构,对比分析了单独施加气动和冲击,同时施加气动和冲击对设备舱静载荷的性能影响;同时参照标准和实测载荷,探索性研究了不同气动载荷下设备舱疲劳特性。分析结果表明,气动载荷对设备舱强度影响较大,±1500Pa气动载荷下设备舱疲劳强度满足设计要求。

摘要：城轨交通高质量可持续发展是交通强国建设的重要内容。欧盟、日本在轨道车体领域进行集团式产品和技术开发已持续推进近10年,其技术创新具有全局性、整体性和系统性。为提升我国地铁列车技术整体水平,中国中车在相关部委支持下开展了系列化中国标准地铁列车的研制。针对地铁车体设计要素和既有技术体系进行了调研,分析了车体顶层设计和融合技术的重要性,探讨了中国标准地铁车体技术创新平台搭建要素;介绍了标准地铁车体结构继承性、设计优化和性能提升情况、试验验证结果和设计简统成果;论述了车体新材料、新工艺、新结构等技术创新的方向与目标。结果表明,标准地铁车体结构符合技术规格书要求,可满足行业实际应用需求,对地铁车体进行前瞻性和基础性技术研究仍具有迫切性和必要性。

摘要：为研究动车组与大型动物高速撞击下的安全性,通过实物扫描和数据处理得到鹿的三维曲面模型,建立鹿的有限元层叠模型,选用弹塑性材料模拟鹿的身体骨骼,在材料属性参数中通过输入塑性失效应变模拟骨骼破坏,选用线弹性材料本构模型模拟鹿的肌肉和皮肤,并进行摆锤侧面碰撞仿真验证。通过分析动物穿过轨道时与动车组车头的位置关系,参照CEN/TR 17420:2020标准中有轨电车与行人发正面碰撞和偏置碰撞的定义,设置列车以最高运营速度160 km/h与侵入轨道的鹿发生正面碰撞和偏置碰撞2种碰撞场景。有限元仿真分析结果显示:在正面碰撞场景下,头车车体的平均减速度最大,在任意30 ms和120 ms间隔内最大平均减速度分别为0.73g和0.21g,低于EN 15227标准规定的10g和5g要求;轮对最大抬升量为1.64 mm,远小于轮缘名义高度28 mm的75%。在偏置碰撞场景下,头车车体的平均减速度最大,在任意30 ms和120ms间隔内最大平均减速度分别为0.53g和0.13g,低于EN 15227标准规定的10g和5g要求;轮对最大抬升量为1.75 mm,远小于轮缘名义高度28 mm的75%。在2种碰撞场景下,车体结构、车钩、防爬器、主吸能器和排障器均未发生塑性变形,所有评价指标均满足EN 15227:2020标准的规定要求,说明设计的动车组安全可靠,车体能够承受鹿或其他大型动物的高速撞击。

摘要：介绍了速度160km/h动力集中动车组动力车的车体防撞性设计方案和车体防撞结构,并对动力车车体进行了有限元仿真和试验验证,验证结果表明速度160km/h动力集中动车组动力车的车体防撞性满足中国铁路总公司标准性技术文件TJ/JW 102的要求。

摘要：基于Ansys参数化模型研究设计变量和优化目标间关系,探索不同板材厚度的有效组合,获取全局性最优解以实现车体轻量化。针对有轨电车车体的轻量化案例,提出车体轻量化方案流程,通过DOE计算和敏度分析确定优化变量,探索优化变量的设计空间,为车体改进提供参考依据。优化结果表明:依据上述方法对车体进行轻量化设计能取得显著的减重效果,整个优化流程可重复使用。