摘要：钢轨波磨作为地铁线路的典型钢轨损伤形式,其高发区段常伴随着扣件弹条断裂问题,严重影响列车的运营安全.其中,科隆蛋扣件小半径区段是钢轨波磨的高发区段.为探究科隆蛋扣件弹条的断裂机理,首先结合现场调研,构建包含完整科隆蛋扣件的轮对-钢轨-扣件系统有限元模型;然后,从共振响应的角度探究轮轨摩擦耦合振动激励下科隆蛋扣件弹条的共振响应;最后,从疲劳寿命角度,对比有无波磨区段科隆蛋扣件弹条的疲劳寿命情况,并以此量化不同弹条的疲劳损伤情况.研究结果表明:在钢轨波磨高发区段,轮轨摩擦耦合振动主频与科隆蛋扣件弹条一阶约束模态一致,轮轨摩擦耦合振动引起的弹条共振是科隆蛋扣件断裂的主要原因;钢轨波磨加剧了轮轨摩擦耦合振动,使得科隆蛋扣件弹条寿命相较无波磨区段下降99.04%,仅为设计寿命的3.11%;此外,科隆蛋扣件小半径曲线区段低轨工作边一侧的弹条更容易发生疲劳失效,失效位置位于其弹条后拱端内侧.

摘要：为进一步提高非圆齿轮副的传动性能,在齿轮啮合原理的研究基础上,提出一种新型点接触斜齿非圆齿轮,构建点接触斜齿非圆齿轮副主、从动轮啮合数学模型,推导在空间坐标系下点接触斜齿非圆齿轮节曲线与齿廓曲线的几何运动关系,完成轮齿齿面的设计,结合折算齿形法建立点接触斜齿非圆齿轮副的三维模型;构建点接触斜齿非圆齿轮副动力学仿真模型,分析等同条件下点接触斜齿非圆齿轮副与渐开线斜齿非圆齿轮副的动态啮合力,以及不同工况下点接触斜齿非圆齿轮副的啮合特性;对比分析同参数、同工况下点接触非圆齿轮与渐开线非圆齿轮的齿面接触状态以及接触应力,相关研究结果为非圆齿轮设计及应用提供重要的理论支撑和参考价值。

摘要：目的解决多孔石墨烯薄膜作为电极时离子传输受阻碍的问题。方法提出一种先将石墨烯前驱体预碳化处理,随后利用多步激光刻蚀方法来优化所制备的多孔石墨烯薄膜结构的方法,对石墨烯薄膜的表面形貌、晶体质量、湿润性和电化学性能进行表征,并探索其在电化学储能器件中的应用。结果将石墨烯前驱体在300℃的温度下预碳化处理2 h后,可以使其在后续的激光刻蚀处理中形成具有稳定结构的石墨烯薄膜材料,这与预碳化导致前驱体中的有机小分子分解,使内部交联程度更高有关,从而在CO_(2)激光的重复作用下保持良好的基底稳定性。拉曼光谱的分析结果表明,预碳化处理后的样品在激光重复刻蚀的过程中可以对石墨烯结构优化过程进行直接观测,且在温度300℃下处理后具有更宽的演化范围。SEM扫描电子显微镜的表征结果显示,300℃预碳化后前驱体衍生的石墨烯薄膜具有典型的三维网络多孔结构,形成天然的离子传输通道。此外,电阻行为分析结果表明石墨烯薄膜具有一定程度的晶体缺陷能获得更优异的离子传输能力,促进电化学反应的发生,在1 mol/L的H2SO4电解质中面积比电容为124.6 mF/cm^(2),将其组装成微型电化学储能器件后也保持了优异的储电能力和循环稳定性。结论通过优化多孔石墨烯薄膜的结构来解决离子传输问题,进而获得显著提高的电化学性能,为制备兼具高储电能力和优异稳定性的电极材料提供了设计思路。

摘要：车轮多边形和钢轨波磨作为高速铁路典型轮轨周期性磨耗均会加剧轮轨振动,影响行车安全。为探究极端条件下当车轮多边形和钢轨波磨共存时的相互作用:首先,考虑高速铁路典型轮轨周期性磨耗建立了轮轨系统的有限元模型,探究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗竞争机制;然后,对比研究了具有频率相关性的轮轨周期性磨耗同/异相位接触时的轮轨摩擦耦合振动特性;最后,研究了具有频率无关性的轮轨周期性磨耗相互作用时的轮轨摩擦耦合振动特性。研究发现:在具有频率相关性的车轮多边形和钢轨波磨共存时的极端条件下轮轨系统最不稳定;具有频率相关性的轮轨周期性磨耗处于同相位时会加剧轮轨系统的不稳定,且同/异相位之间轮轨摩擦耦合振动的差距会随着波深的增加而增大;具有频率无关性的轮轨周期性磨耗的振动频率越接近对轮轨系统稳定性的影响越大。

摘要：为提升前吸能装置整体碰撞性能,建立了含防撞梁、吸能盒和刚性墙的100%正面低速碰撞有限元显式动力学模型,及前吸能装置多目标优化模型。采用Johnson-Cook损伤本构模拟铝合金材料碰撞损伤特性,以整车最大质心加速度、最大质心位移和吸能装置总质量等评价指标为优化目标,以防撞梁和吸能盒截面的宽度、长度和厚度等7个结构尺寸作为设计变量,以吸能装置最大吸收能量为约束条件。采用NSGA-Ⅱ算法对前吸能装置多目标优化模型进行求解,优化结构与初始设计结构进行40%偏置碰撞对比验证。通过分析100%低速正面碰撞多目标优化结果可知,在整车最大质心位移增加约3%的情况下,最大质心加速度和最大防撞梁碰撞力下降35%以上,前吸能装置减重达23%。由40%低速偏置碰撞对比验证结果可知,整车最大质心加速度、最大质心位移和防撞梁碰撞力峰值等性能参数较优化前下降10%以上。研究结果为前吸能装置碰撞性能优化提供设计参考。

摘要：惯容器作为一种新型结构控制元件被广泛应用于结构振动系统中,但在转向架电机悬挂中却研究较少。建立3种惯容器-刚度-阻尼(inerter-stiffness-damping, ISD)电机架悬转向架横向动力学模型,采用光滑拟合曲线模拟等效锥度,用实测轨道谱作为转向架系统激励输入,以构架端部加速度滑移均方根综合值作为优化目标函数,通过减法平均优化器优化算法对ISD架悬参数和原有刚度-阻尼(stiffness-damping, SD)结构参数进行优化并分析其稳定性。结果表明,ISD串并联结构降低转向架振动响应效果最好,在新轮新轨匹配和车轮镟修后期条件下,其稳定性最佳,线性临界速度较SD结构可提升215.6 km/h。ISD三并联结构各稳定性指标略低于SD结构,而ISD三串联结构会恶化转向架横向稳定性,降低其临界速度,同时,其综合均方根和最大均方根对速度变化最敏感,不利于改善转向架横向稳定性。研究结果可为高速动车组电机弹性架悬设计提供参考。

摘要：在试验验证单电池生热模型准确性的基础上,提出了一种耦合相变材料(PCM)的液冷系统热管理电池模组,采用数值模拟方法定量研究了冷道数量、流速、冷道布置、冷板厚度对电池组最高温度和温度均匀性的影响。结果表明,在4 C放电倍率、35℃时,3条冷道时改变冷却液的流速对电池模组的最高温度和最大温差影响最大,冷却液流速超过0.2 m/s,电池模组散热性能提升不再显著;在冷道数量相同的条件下,冷却液进出口交错分布的电池组间温度和轴向温度均匀性最好;在冷却流速和冷道数量相同的条件下,冷板厚度增大能同时降低电池模组的最高温度和最低温度,在冷道数量为3时,厚度到达8 mm之后对温度的影响不再显著。

摘要：针对单一传感器数据难以完整刻画滚动轴承故障状态信息,导致故障诊断结果不佳的问题,提出了基于多源数据融合的滚动轴承故障诊断方法。为促使模型完整刻画设备运行状态信息,利用通道拼接将振动信号和电流信号构造成多通道数据。同时为抑制多通道数据中无关信息的干扰,在自校正卷积(Self-Calibrated Convolution,SCConv)神经网络中引入卷积注意力模块(Convolu⁃tional Block Attention Module,CBAM)对不同通道数据进行自适应加权。在多组对比实验中,所提方法分类准确率达到100%,具有良好的鲁棒性和自适应性。

摘要：针对电动汽车在换挡过程中的稳定性能,提出一种新型H无穷大换挡控制策略。在电动汽车变速器动力传动系统的结构和工作原理基础上,根据拉格朗日方程推导了动力传动系统的数学模型。考虑到外部负载变化、驱动电机转矩波动以及模型不匹配等外部干扰的影响,在换挡过程中提出了一种鲁棒H无穷大控制器来减小车辆的抖动和离合器滑动能量损失。该控制器与传统PID控制器的对比仿真结果表明,两种控制器在无扰动情况下均表现良好,而在抗外部扰动方面,所提H无穷大控制器更能减少不确定性或干扰时的抖动和滑动能量损失,具有更优越的换挡鲁棒性能。

摘要：针对传统的汽车设计教材着重于汽车结构设计,已经不能满足智能汽车设计要求,提出对传统汽车设计教材进行改革。首先以转向系设计为例,分析了传统汽车设计教材内容的不足之处,提出增设汽车转向系动力学性能分析内容。然后分析了汽车转向系动力学性能中操纵稳定性的评价指标,以综合评价指标为优化目标进行了横摆角速度增益值优化仿真分析,仿真结果表明,基于汽车转向系动力学性能参数的优化方法能够精确地评价汽车操纵稳定性,为学习智能汽车技术提供理论基础知识。