摘要：基于可获取的全球公开气象数据,发现现行设计规范中用以描述气温分布的正态分布模型与我国铁路编组站所在地全年月均气温和全年日均气温的分布情况均不相符,在此基础上,深入分析现行驼峰设计规范中给出的气温分布模型的来源及不足。为更准确地拟合编组站所在地实际气温的分布,提出基于正态随机过程的全年日均气温建模方法,并在此基础上给出用于拟合实际日均气温的理论密度函数。以全路18个编组站所在地的全年日均气温数据为实例,验证该理论密度函数对实际数据的拟合效果,并基于实例数据给出日均气温数据精度下计算气温的置信水平,发现相同置信水平下提出的理论密度函数计算得到的气温与基于规范方法计算得到的气温仅相差0~3℃。由此可知,现行规范中给出的气温分布模型在工程实践中应用是可行的,但在推导过程中理论依据不充分,本研究成果很好地解决这一问题,夯实了驼峰设计及优化理论基础。

摘要：列车高速过隧道时诱发的压力波通过车体缝隙传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响,在实验室模拟车内压力波动过程以系统研究车内压力波动与人耳舒适性的关系,以便为制定气压变化下科学的人耳舒适性标准提供依据。基于车内压力变化是车体空气进出口流量关于时间的积分,设计以1台罗茨风机、两阀门组及控制单元为核心的车内压力波试验模拟装置,以实现变体积流量交替对车体进行充气和抽气,使车内压力变化曲线不断逼近现场实车试验测得的车内压力变化曲线。研究结果表明:装置试验结果与现场实车试验测试结果基本吻合,说明该装置可真实模拟列车通过隧道时车内压力变化过程。

摘要：受限于散热条件,大功率牵引传动系统中逆变器开关频率通常很低,三电平逆变器由于在低开关频率下具有较小的输出谐波、较低的dv/dt等特点在中高压大功率领域中被广泛应用。以三电平中点钳位型逆变器为研究对象,提出一种电流谐波最小脉宽调制策略(CHMPWM),基于加权总谐波畸变最小的优化目标求解不同开关角个数下的开关角曲线,与目前应用较为广泛的特定次谐波消除脉宽调制进行谐波性能对比。该方法不会完全消除特定次数的谐波成分,但是总体电流谐波可以达到最小。针对电流谐波最小脉宽调制策略在实现过程中存在的困难,设计全速度范围基于电流谐波最小脉宽调制的多模式调制策略。仿真和实验结果表明,提出的调制策略具有良好的谐波性能,与理论分析结果一致。

摘要：研制车体交变气动载荷试验装置,利用该装置对新造车体进行疲劳强度试验,讨论车体交变气动载荷疲劳试验加载方法、压力、压力波形与周期、加载次数等参数,并完成车体交变气动载荷疲劳试验装置方案及数据采集系统方案设计;将合武铁路现场测得的CRH2型动车组以250 km/h速度过隧道时车内外压力差曲线与该试验装置测得的压力曲线进行比较。研究结果表明:车内外压力差曲线与该试验装置测得的压力曲线基本吻合,该试验装置可真实模拟列车高速通过隧道时车体承受的交变气动载荷,为研究新造高速列车车体在交变气动载荷作用下的疲劳强度特性提供了重要的试验手段,建议我国新造车体按其实际运行过程中承受的交变气动载荷加载进行疲劳强度试验。

摘要：高速列车车体在交变气动载荷作用下可能发生疲劳破坏,对行车安全构成威胁,急需研制可实现车内压力反复变化的试验装置对新造车体进行疲劳强度试验。为实现车体气动载荷按三角波形式加载,本文以CRH2型动车组三分之一车体为研究对象。首先采用数值计算方法对车体在进出气口体积流量恒定时车内压力随时间变化关系进行研究,在此基础上,完成车体交变气动载荷试验装置气路及控制系统设计,并采用CRH2型动车组三分之一铝合金车体进行验证性试验。结果表明该试验装置达到了设计要求,为研究车体在交变气动载荷作用下疲劳特性提供了有力支撑。

摘要：列车运行过程具有强耦合、非线性等特征,且往往存在较大且不可观测的外界干扰,这些特性加大了列车运行控制的难度,针对列车运行速度跟踪控制问题,提出一种新的模糊滑模控制器设计方法。首先基于模糊滑模控制,引入全局快速终端滑模控制,使系统在有限时间内达到稳态;然后构造以李亚普洛夫函数导数的绝对值为补偿的自适应干扰估计项,对外界干扰进行准确估计,进而提出一种双层递阶指数趋近全局快速终端模糊滑模控制器,并且引入指数趋近率来调节滑模面的动态品质,该控制器能快速收敛到稳定状态,且有效地消除了控制器的抖振情况;最后通过仿真算例验证了所提方法的有效性,且提高了列车运行控制系统性能。

摘要：目的为保证运输安全,轮式货物在铁路运输过程中需要用轮挡限位。针对我国铁路运输轮式货物的现状及存在的问题,提出车体与加固装置协同设计的理念,设计一种轮挡可调式,适用于多种规格的轮式货物,存用一体、可靠性高、使用快捷。方法利用SolidWorks建立轮挡三维模型,通过铁路运输加固强度计算,确定在最不利状况下对轮挡的强度要求,进行载荷和约束分析,利用有限元分析软件SolidWorks simulation进行仿真计算及强度分析。结果得到该轮挡在最不利工况下的应力及位移情况。最大应力出现在轮挡底面与活动销连接部位,最大应力值为499.9 MPa,不超出设计所用材料的许用应力(585 MPa);最大位移为0.99 mm,在允许范围内。结论该轮挡的强度满足安全运输的要求,用于多种轮式货物铁路运输装载加固,可有效提高加固效率。

摘要：针对汽车底部复杂流场结构存在的问题及其对汽车燃油经济性的影响,以降低气动阻力为目标,采用计算流体动力学方法研究了侧风工况下汽车底部复杂流场的主动和被动控制减阻方法,设计了阻流板、侧裙、底部抽吸控制槽和尾部气流喷射控制槽4种减阻方案,分析了各方案对气动阻力的影响和减阻机理。研究结果表明,减阻效果与横摆角、阻流板高度、侧裙高度、底部控制槽抽吸速度和尾部控制槽气流喷射的速度与角度有关,4种减阻方案的气动阻力最大降幅分别为9.4%,10.4%,13.5%和4.7%。在实际使用过程中,宜根据汽车运行环境采用动态控制方法,以达到最优减阻效果。汽车模型风洞实验验证了本文中数值计算方法的准确性,研究结果可为汽车设计提供参考。

摘要：应用PERCLOS P80方法检测人体疲劳时,需要对人脸部,尤其是眼部的关键点进行准确而快速的定位,针对上述问题提出一种基于Retina-Face的人眼关键点检测算法。在分析Retina-Face的网络模型结构基础上,结合疲劳检测的相关场景,有针对性地对网络模型进行改进,包括:数据迁移学习、网络结构重新设计、Gabor特征提取等方法。该算法在300W数据集、自采数据集上,在检测精度和速度方面均达到较好的效果,在保证时效性的同时,提高了眼部关键点检测的准确率,也为基于计算机视觉的疲劳检测打下了基础。

摘要：为提升货运动车组大尺寸货物快速装卸效率和满足节能减排需求,设计一种基于碳纤维复合材料的超大开度车门及自动化开闭装置,以减轻整车重量、降低能耗,适应大开度车门高强度、高刚度、低重量要求.首先,借鉴航空、铁路货运等成熟应用案例进行碳纤维复合材料车门的结构设计.然后,采用HyperWorks商用仿真软件对门体结构设计进行数值模拟研究,通过深入分析纵梁、环梁、蒙皮结构对碳纤维复合材料超大开度门扇刚度、强度的影响,进一步优化门扇的结构设计和材料铺层.最后,设计大型测试工装,加载模拟内外部气压的载荷进行大开度车门的结构测试,验证超大开度车门的力学性能和锁紧性能.研究结果表明:板梁结构采用7根环梁和16个四周锁紧装置结构的一体超大门扇可满足其强度和刚度的设计标准,且工艺具有可操作性,优化效果显著,符合实际技术要求.