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基于GA-LQR的高速列车横向振动主动控制方法研究 被引量：1
1
作者 赵德生 霍有志 《高速铁路技术》 2025年第1期49-54,62,共7页
本文针对随机轨道不规则激励造成高速列车车体横向振动问题,提出一种基于GA-LQR算法和二系悬架系统的主动控制方法,通过抑制车体的横向振动提高高速列车的运行平稳性和安全性。首先,考虑随机轨道不规则激励并建立车辆-轨道系统动力学模... 本文针对随机轨道不规则激励造成高速列车车体横向振动问题,提出一种基于GA-LQR算法和二系悬架系统的主动控制方法,通过抑制车体的横向振动提高高速列车的运行平稳性和安全性。首先,考虑随机轨道不规则激励并建立车辆-轨道系统动力学模型;其次,针对LQR控制器设计时权重矩阵Q和R较难选择的问题,采用GA算法迭代优化得到最优权矩阵和控制器;最后,通过模拟仿真进一步验证所提方法的有效性。结果表明,所提出的基于GA-LQR算法和二系悬架系统的主动控制方法,具有抑制列车车体横向振动的有效潜力,与被动悬架方法相比,该方法有效地将车体横向振动振幅降低68.47%,显著提升了乘坐舒适性和高速列车运行的稳定性。 展开更多
关键词 高速列车 横向振动 主动控制 线性二次型调节器 遗传算法
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不同内外部耦合激励对高铁齿轮箱箱体动态特性的影响
2
作者 张建超 张博文 +1 位作者 齐星科 张永超 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第3期256-268,共13页
从概率统计和疲劳损伤角度,分别诠释了箱体振动加速度变化特点及动应力变化对箱体不同部位的影响;基于矢量控制理论和机车车辆多体动力学理论,建立了高速列车牵引电机控制模型和考虑柔性箱体的高速列车刚柔耦合模型,通过联合仿真方法搭... 从概率统计和疲劳损伤角度,分别诠释了箱体振动加速度变化特点及动应力变化对箱体不同部位的影响;基于矢量控制理论和机车车辆多体动力学理论,建立了高速列车牵引电机控制模型和考虑柔性箱体的高速列车刚柔耦合模型,通过联合仿真方法搭建了高速列车机电耦合模型;基于核密度估计方法拟合出了箱体振动加速度的概率密度函数曲线;结合箱体材料疲劳试验计算了损伤参数。分析结果表明:箱体小轴承孔上方纵向、大轴承孔上方横向与垂向的加速度概率密度函数均存在由单主峰变为双主峰的过程,且概率密度图像逐渐变宽变矮,说明这3个方向的振动加速度受激励变化影响较大,此外概率密度函数图像出现双主峰时皆包含车轮多边形激励,说明该激励导致振动加速度信号在两侧分布较为密集;小轴承孔上方和油位观察孔处谐波转矩激励的疲劳损伤贡献较明显,使这两处损伤参数约增长0.05,之后随工况变化这两处损伤参数基本保持不变,大轴承孔上方轨道不平顺激励的疲劳损伤贡献最大,损伤参数由0.14增长至0.68,齿面观察孔处车轮多边形激励的疲劳损伤贡献相比其他激励要大,损伤参数由0.19增长至0.60,大轴承孔上方与齿面观察孔两处位置的损伤参数涨幅变化较为显著,因此,在检修时应重点关注。 展开更多
关键词 高速列车 齿轮箱箱体 联合仿真 振动特性 核密度估计 疲劳损伤
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高速动车组车体轻量化与模态匹配优化设计研究
3
作者 王浩 李凡松 +2 位作者 杜翔 王成强 邬平波 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1658-1672,共15页
针对高速动车组车体轻量化设计导致的一阶菱形模态频率降低问题,从车体设计出发,研究无横梁底架的车体提升一阶菱形模态频率的设计方法。基于灵敏度及模态振型分析对车体的结构进行优化、基于卷积神经网络代理模型以及协方差矩阵自适应... 针对高速动车组车体轻量化设计导致的一阶菱形模态频率降低问题,从车体设计出发,研究无横梁底架的车体提升一阶菱形模态频率的设计方法。基于灵敏度及模态振型分析对车体的结构进行优化、基于卷积神经网络代理模型以及协方差矩阵自适应演化优化算法对车体断面型材厚度进行优化。基于线路实测车轮和钢轨外形,建立考虑弹性车体的动车组刚柔耦合动力学模型。研究结果表明:优化后车体骨架质量减小680 kg,质量减小率为6.4%,整备状态下一阶菱形频率提升1.66 Hz,提升了19.1%。优化后的车体不仅轻量化程度更高,且能够有效抑制车体的异常弹性振动,提高乘客的乘坐舒适性。 展开更多
关键词 动车组 抖车 结构优化 菱形模态 卷积神经网络 优化算法
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轨道车辆端部吸能元件研究综述
4
作者 黄勉 杨冰 +6 位作者 郑皓瑜 廖贞 高鸿 肖守讷 阳光武 朱涛 陈东东 《铁道学报》 北大核心 2025年第11期33-60,共28页
针对在轨道车辆被动安全防护中起着极为重要作用的端部吸能元件进行综述。列举吸能元件的主要评价指标及方法,介绍现有吸能元件的常用材料及其动态力学特性;全面阐述常用吸能元件的结构及其吸能原理,并对典型吸能元件结构进行对比分析,... 针对在轨道车辆被动安全防护中起着极为重要作用的端部吸能元件进行综述。列举吸能元件的主要评价指标及方法,介绍现有吸能元件的常用材料及其动态力学特性;全面阐述常用吸能元件的结构及其吸能原理,并对典型吸能元件结构进行对比分析,阐明其吸能特性和主要影响因素;针对当前吸能元件研究存在的局限性,并结合未来发展趋势,提出有待国内外学者进一步开展研究的方向,主要包括长行程、大容量的吸能元件设计与高效空间利用、轻量化与高性能材料的应用、吸能过程的可控性以及普适性与模块化设计等。 展开更多
关键词 轨道车辆 吸能元件 耐撞性 薄壁结构 多胞结构 复合结构
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膨胀式吸能装置稳定性研究与优化设计
5
作者 王彬霖 丁浩谞 +3 位作者 肖守讷 张敬科 朱涛 刘艳文 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3654-3666,共13页
为实现列车端部吸能装置小型化且稳定可控有序吸能从而提升轨道车辆耐撞性能,建立某型膨胀式吸能装置的有限元模型。通过轴向动态冲击试验验证模型的准确性,并分析装置的变形稳定性与吸能特性,基于稳定板保持装置的稳定变形及导向作用,... 为实现列车端部吸能装置小型化且稳定可控有序吸能从而提升轨道车辆耐撞性能,建立某型膨胀式吸能装置的有限元模型。通过轴向动态冲击试验验证模型的准确性,并分析装置的变形稳定性与吸能特性,基于稳定板保持装置的稳定变形及导向作用,通过调控结构参数,提出膨胀−压溃变形耦合的改进方案。探讨不同样本点下吸能装置耦合变形机理,应用近似模型的优化方法对吸能水平和变形稳定性进行多目标优化,并对优化结果开展仿真验证和吸能稳定性分析。研究结果表明:相比吸能装置碰撞试验,有限元模型计算获得的平均力、峰值力、压缩位移和吸能量等指标差异均少于10%,该模型能较好模拟吸能装置的碰撞过程;吸能管的厚度与内径,缓冲柱的厚度、内径和锥头角度对变形稳定性的贡献度大约一致,但对吸能水平的敏感性较高,而吸能管和缓冲柱厚度的比值大于1时,缓冲柱结构易压溃变形,装置吸能稳定性的优化潜力更高;优化设计后装置单位质量吸能量和碰撞力稳定性指标分别提高了97.06%和11.76%。因此优化设计后的膨胀式吸能装置在保证结构小型化和结构简单化的基础上,进一步提升吸能稳定性及轻量化性能,对提升轨道车辆耐撞性具有重要意义。 展开更多
关键词 膨胀式吸能结构 冲击试验 有限元分析 膨胀−压溃耦合吸能 多目标优化
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胶轮地铁道岔侧向通过性影响因素分析及优化
6
作者 杜子学 徐晨瑜 +1 位作者 杨震 廖从建 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第1期164-168,共5页
[目的]胶轮地铁车辆在道岔区段由胶轮提供走行支撑,钢轮提供导向,轮轨关系较为特殊。为了提高胶轮地铁车辆的运行品质,有必要对道岔侧向通过性进行研究。[方法]依托墨西哥城地铁1号线新型胶轮地铁车辆,分析了车辆的走行机理,建立了车辆... [目的]胶轮地铁车辆在道岔区段由胶轮提供走行支撑,钢轮提供导向,轮轨关系较为特殊。为了提高胶轮地铁车辆的运行品质,有必要对道岔侧向通过性进行研究。[方法]依托墨西哥城地铁1号线新型胶轮地铁车辆,分析了车辆的走行机理,建立了车辆动力学模型,提出了车辆道岔侧向通过性的评价指标;对车辆的主要悬挂参数进行了灵敏度分析,得出了悬挂参数对评价指标的影响系数,运用第二代非支配排序遗传算法对影响较大的车辆悬挂参数进行了优化。[结果及结论]将走行轮垂向力、导向轮横向力、轮轴横向力、走行轮载荷转移系数、车体侧滚角作为评价指标,得出空气弹簧垂向刚度对胶轮地铁车辆道岔侧向通过性影响最大,其余依次为垂向减振器阻尼、导向轮径向刚度等。优化后,车体侧滚角降低了8.7%,走行轮载荷转移系数降低了16.0%,车辆满足以45 km/h的速度通过道岔,且车辆道岔侧向通过性得到提高。 展开更多
关键词 胶轮地铁 车辆 道岔侧向通过性 影响因素
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新型高速工程车转向架构架强度评估
7
作者 商跃进 刘惠萱 王彤基 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期163-168,共6页
构架作为转向架的关键部件,在运行中承受着复杂的外界载荷和约束。为保证新型高速工程车的运行安全,对该型车转向架构架的强度进行研究很有必要。在有限元分析软件中建立该型车转向架构架的有限元模型,根据TB/T 2368—2005标准确定了构... 构架作为转向架的关键部件,在运行中承受着复杂的外界载荷和约束。为保证新型高速工程车的运行安全,对该型车转向架构架的强度进行研究很有必要。在有限元分析软件中建立该型车转向架构架的有限元模型,根据TB/T 2368—2005标准确定了构架在3类工况下承受的载荷,并对构架进行静强度分析和主要运营载荷工况下的疲劳强度评估,最后对构架进行自由模态和约束模态的分析。结果表明:新型高速工程车转向架构架的强度符合要求,可保证车辆的平稳运营。构架在2种模态下的频率均大于轮轨激振频率,不会发生共振,约束模态分析可以更好地反映构架的真实振动。本文可以为新型高速工程车转向架构架的后续优化提供理论依据。 展开更多
关键词 工程车 构架 静强度 疲劳强度 模态分析
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基于虚拟仿真的轨道车辆车钩三态的实验教学设计与实现
8
作者 陈峰 邹杨华 张书增 《电脑知识与技术》 2025年第2期1-3,11,共4页
随着计算机技术的快速发展,目前虚拟仿真技术已经成为“人工智能+”背景下实验教学的一种有效手段。为此,文章在车辆工程实验教学中,设计了基于虚拟场景的轨道结构认知与操作实验,以提高学生对轨道车辆结构认知和现场实操能力。该实验... 随着计算机技术的快速发展,目前虚拟仿真技术已经成为“人工智能+”背景下实验教学的一种有效手段。为此,文章在车辆工程实验教学中,设计了基于虚拟场景的轨道结构认知与操作实验,以提高学生对轨道车辆结构认知和现场实操能力。该实验以虚拟车钩三态作为研究对象,给出了从零部件三维造型、贴图、三维场景建立到交互式控制的车钩三态虚拟实验的设计与实现过程。文章研究的虚拟实验方法能满足学生自主化协同实验需求,有利于锻炼学生工程实践能力的提高,助力高校培养新工科人才。 展开更多
关键词 轨道车辆 车钩三态 虚拟实验 教学设计 UNITY3D
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列车前排座椅倾角对乘员颈部损伤的分析
9
作者 孙彦彬 丁越 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第11期4870-4878,共9页
在轨道列车碰撞事故中,与前排座椅的二次碰撞是导致乘员颈部损伤的主要原因。为了探究列车前排座椅倾角对乘员颈部损伤的影响及作用机理,结合尸体实验数据,校核欧美50百分位成年男性数字假人有限元模型的颈部损伤响应,验证其生物保真度... 在轨道列车碰撞事故中,与前排座椅的二次碰撞是导致乘员颈部损伤的主要原因。为了探究列车前排座椅倾角对乘员颈部损伤的影响及作用机理,结合尸体实验数据,校核欧美50百分位成年男性数字假人有限元模型的颈部损伤响应,验证其生物保真度。基于某高速动车组二等座座椅,建立典型的座椅-乘员二次碰撞有限元仿真模型。以美国标准中的8g碰撞脉冲为边界条件进行仿真计算,获得不同座椅倾角下的乘员颈部碰撞姿态响应,以及椎骨、椎间盘和韧带的损伤数据。最后,采用拟合分析对乘员的颈部损伤数据进行处理,建立座椅倾角-颈部损伤关系曲线。研究结果表明,前排座椅倾角显著影响乘员头颈部的碰撞姿态和位置,进而导致颈部损伤程度的差异。随着前排座椅倾角的增大,乘员头部与前排座椅的碰撞位置由额头逐渐下移至鼻尖,椎骨的损伤程度呈现先减小后增大的趋势。椎间盘的损伤主要受到颈部伸展的影响,表现出减小-增大-再减小的变化趋势。韧带的损伤与乘员头颈部的碰撞位置和碰撞姿态有关,颈部过度弯曲会导致后纵韧带、黄韧带和棘间韧带的损伤,而过度伸展会对前纵韧带造成损伤。当列车前排座椅倾角处于6°~16°范围内时,乘员颈部所受损伤较小。试验结果可为列车的座椅设计提供一定的参考。 展开更多
关键词 二次碰撞 数字假人 颈部损伤 座椅倾角 仿真试验
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碳组分对轨道交通C/C-SiC制动盘摩擦性能的影响
10
作者 吴小军 张栖岩 +3 位作者 史耀君 杨云鹏 庞菲 胡一杰 《轨道交通材料》 2025年第1期10-15,共6页
采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相... 采用2.5D无纬布/网胎叠层针刺预制体,通过化学气相渗透、树脂浸渍碳化制备了密度1.40~1.45 g/cm^(3)的热解碳、热解碳-树脂碳组分C/C坯体,再经高温热处理、净尺寸加工及反应熔渗硅获得两种C/C-SiC制动盘,分析了碳组分对C/C-SiC材料物相含量、微观结构的影响;通过1∶4高速列车台架试验,对比研究了两种C/C-SiC制动盘匹配粉末冶金闸片,在不同制动压力、制动速度下的摩擦性能。结果表明,不同碳组分材料的陶瓷化性能有一定差异,树脂碳的引入改善了孔隙结构,产生均匀的陶瓷相,残留Si少,制备的C/C-SiC更致密。在50~300 km/h制动速度下,摩擦因数变化呈先快速上升后缓慢下降再逐渐平稳的趋势,150 km/h制动速度下两种制动盘摩擦因数均接近峰值;随着制动压力增加,热解碳组分C/C-SiC盘的摩擦因数呈下降趋势,热解碳+树脂碳双组分C/C-SiC盘的摩擦因数稳定在0.60~0.72。 展开更多
关键词 碳组分 摩擦性能 C/C-SiC制动盘 反应熔渗 微结构
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动车组车体内端墙结构拓扑优化
11
作者 刘春艳 王家兴 +3 位作者 于庆斌 李喜春 孙博飞 廉帅 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第9期104-108,114,共6页
[目的]为进一步提升高速铁路的运行效率和经济效益,实现车体轻量化设计,有必要对动车组车体内端墙结构拓扑优化。[方法]以动车组车体内端墙为研究对象,在结构模态与气密强度的两种分析工况下,以结构固有模态与应力为约束条件,建立结构... [目的]为进一步提升高速铁路的运行效率和经济效益,实现车体轻量化设计,有必要对动车组车体内端墙结构拓扑优化。[方法]以动车组车体内端墙为研究对象,在结构模态与气密强度的两种分析工况下,以结构固有模态与应力为约束条件,建立结构质量最小为目标函数的拓扑优化有限元模型,采用变密度法对内端墙结构进行拓扑优化分析,得出该结构的载荷力流传递路径。为了验证拓扑优化结果的可靠性,在原车结构的基础上,根据优化结构布置材料,得出一种承载部件的新结构。建立有限元模型,对内端墙原结构和优化后结构的整车及局部性能影响进行对比。[结果及结论]优化后结构在不损失整车性能的情况下,使内端墙质量减轻了30%,验证了该拓扑优化结构的可行性。 展开更多
关键词 高速铁路 动车组 车体轻量化 内端墙结构 拓扑优化 变密度法 结构概念设计
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基于间接耦合法的车钩热结构耦合分析
12
作者 王鹏 李花 《农业装备与车辆工程》 2025年第10期50-56,共7页
车钩作为列车关键连接部件,在运行过程中承受牵引力、制动力以及接触面摩擦力等复杂载荷。其中,摩擦力所产生的摩擦热对车钩温度场与应力场具有显著影响,开展热结构耦合作用下的车钩性能研究,对提升其综合性能具有重要意义。为此,以考... 车钩作为列车关键连接部件,在运行过程中承受牵引力、制动力以及接触面摩擦力等复杂载荷。其中,摩擦力所产生的摩擦热对车钩温度场与应力场具有显著影响,开展热结构耦合作用下的车钩性能研究,对提升其综合性能具有重要意义。为此,以考虑摩擦热影响的车钩性能为研究对象,采用静强度分析与间接耦合方法,对钩体与钩舌开展热结构耦合多场仿真研究。重点探讨温度场作用下的应力分布特征,并将仿真结果与实际性能进行对比验证。结果表明,热结构耦合分析方法能够有效预测车钩在不同温度条件下的应力状态,验证了该方法的可靠性,为车钩结构设计与性能优化提供了理论依据,有助于提升车钩在实际运行中的安全性与稳定性。 展开更多
关键词 车钩 摩擦热 间接耦合法 热结构耦合
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基于刚度贡献的地铁铝合金车体二次优化研究
13
作者 邱鑫宇 李娅娜 刘星宇 《机械强度》 北大核心 2025年第11期128-134,共7页
在地铁车体结构的优化设计区域筛选中,常使用灵敏度方法,操作流程复杂烦琐且不能快速应用到车体结构的设计中;而基于刚度贡献度理论,在通过试验验证有限元模型精度后,将地铁铝合金车体的局部刚度与整体刚度相结合,可快速确定车体的主要... 在地铁车体结构的优化设计区域筛选中,常使用灵敏度方法,操作流程复杂烦琐且不能快速应用到车体结构的设计中;而基于刚度贡献度理论,在通过试验验证有限元模型精度后,将地铁铝合金车体的局部刚度与整体刚度相结合,可快速确定车体的主要优化区域;采用拓扑优化与尺寸优化相结合的方法,对车体结构进行二次优化设计研究。优化后的车体结构性能完全符合EN 12663标准,优化后车体质量减少了5.34%,1阶垂弯频率提升16%,其他模态频率也显著提高。此研究成果为其他地铁车体结构的优化设计提供了技术参考。 展开更多
关键词 地铁车体 刚度贡献度 拓扑优化 尺寸优化
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基于权重系数的轨道车辆车体结构多目标拓扑优化研究
14
作者 刘佳超 杜彦品 +2 位作者 廖平 朱涛 肖守讷 《现代交通与冶金材料》 2025年第4期51-58,共8页
针对轨道车辆车体结构多目标拓扑优化时权重系数的选择缺乏科学准确性的问题,提出了基于遗传算法优化BP神经网络的最佳权重系数确定方法,有效地提高了优化的精度。建立了车体结构待优化的有限元模型,确定了拓扑优化所需的计算工况,并基... 针对轨道车辆车体结构多目标拓扑优化时权重系数的选择缺乏科学准确性的问题,提出了基于遗传算法优化BP神经网络的最佳权重系数确定方法,有效地提高了优化的精度。建立了车体结构待优化的有限元模型,确定了拓扑优化所需的计算工况,并基于变密度法和平方和加权法以静态刚度和动态频率为目标建立数学模型进行多目标拓扑优化,发现在权重系数确定的问题中,使用遗传算法优化BP神经网络的方法有很高的预测精度,静态刚度和动态频率的预测精度分别达到97.46%和99.68%,相比传统方法更有优势。对车体结构多目标拓扑优化的结果进行分析,得到了载荷的主要传递路径以及材料的最佳分布,为车体轻量化设计提供了指导性意见。 展开更多
关键词 车体结构 轨道车辆 多目标拓扑优化 权重系数 BP神经网络 遗传算法
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高速列车牵引拉杆强度及模态分析
15
作者 万里荣 胡士华 +2 位作者 覃莉莉 陈文轩 向凯 《时代汽车》 2025年第22期145-147,共3页
结合高速列车牵引及制动的实际工况,运用ANSYS软件分析了高速列车的牵引拉杆,得到了静强度最大应力为236MPa,其安全系数为1.48,满足高速列车运行工况要求;得到了疲劳寿命公里数581.5km,大于300km设计使用周期;得到了前六阶模态1758.7Hz... 结合高速列车牵引及制动的实际工况,运用ANSYS软件分析了高速列车的牵引拉杆,得到了静强度最大应力为236MPa,其安全系数为1.48,满足高速列车运行工况要求;得到了疲劳寿命公里数581.5km,大于300km设计使用周期;得到了前六阶模态1758.7Hz、1974.3Hz、3705.3Hz、4228.5Hz、4603.3Hz、6381.2Hz,远高于高速列车200Hz以下激振频率,不会激发牵引拉杆的模态而共振。 展开更多
关键词 高速列车 ANSYS 静强度 疲劳寿命 模态
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高速列车多体耦合整车特征值分析
16
作者 万里荣 胡士华 +2 位作者 向凯 覃莉莉 陈文轩 《西部交通科技》 2025年第3期194-197,共4页
特征值是评估高速列车动力学性能的主要指标之一。为分析整车特征值,文章根据整车拓扑图及整车主要技术参数建立了SIMPACK多体耦合整车模型,并通过静平衡铰接加速度及动态下的非线性临界速度来验证仿真模型的正确性。结果表明,多体耦合... 特征值是评估高速列车动力学性能的主要指标之一。为分析整车特征值,文章根据整车拓扑图及整车主要技术参数建立了SIMPACK多体耦合整车模型,并通过静平衡铰接加速度及动态下的非线性临界速度来验证仿真模型的正确性。结果表明,多体耦合整车模型有阻尼的固有频率前72阶都属于低频振动,其包含了蛇形、侧倾、摇头、俯仰、跳跃5种模态振型,对应固有频率分别为0.07 Hz、1.07 Hz、1.41 Hz、1.43 Hz、1.69 Hz。 展开更多
关键词 特征值 静平衡 非线性临界速度 模态振型 频率
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基于层级对比学习的小样本轴承故障诊断方法
17
作者 赵志宏 陶旭 《铁道车辆》 2025年第3期15-25,共11页
近年来,深度学习技术在轴承故障诊断领域得到广泛应用,这些方法的成效在很大程度上依赖于大量标记数据的支持,但是在实际生产环境中很难获取大量故障样本。如何利用有限的故障样本训练出稳健的轴承故障诊断模型是一个迫切需要解决的关... 近年来,深度学习技术在轴承故障诊断领域得到广泛应用,这些方法的成效在很大程度上依赖于大量标记数据的支持,但是在实际生产环境中很难获取大量故障样本。如何利用有限的故障样本训练出稳健的轴承故障诊断模型是一个迫切需要解决的关键问题。文章提出了一种基于层级对比学习的小样本轴承故障诊断方法(CMBDC),首先利用对比学习(contrastive learning)能缩小同类样本间的距离、增大不同类样本间距离的特性,设计了一种层级对比学习模块,分别在特征提取的浅层以及深层部分进行对比学习,帮助模型在不同的特征抽象层次上学习到更丰富的特征表示。然后将同类样本的特征向量进行了拼接,输入到并行注意力融合模块,将多个注意力机制分别得到的特征向量进行加权平均,得到最终的类别表示。最后利用布朗距离协方差度量(DeepBDC)方法,得到了预测的故障类别。为验证文章所提方法的有效性,分别在凯斯西储大学轴承数据集、帕德博恩大学轴承数据集、铁路货车轮对轴承数据集上进行了实验,在跨负载实验设置下,实验准确率分别达到了99.50%、99.88%、99.48%。实验结果表明,文章所提方法能很好地识别故障类别,并具备良好的泛化性能,具有一定的工程应用价值。 展开更多
关键词 轴承 对比学习 注意力机制 小样本学习 故障诊断
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基于图像深度聚类的高速列车碰撞位姿预测及失稳边界研究
18
作者 许平 骆高雨 +1 位作者 何家兴 邢杰 《铁路技术创新》 2025年第3期140-152,共13页
列车发生碰撞时,车辆位姿演化受车钩、防爬结构、转向架等多个部件的众多耐撞特性参数耦合影响,识别姿态失稳关键诱因、准确表征其参数边界对于指导高速列车耐撞参数匹配设计,实现冲击行为稳定的碰撞能量耗散,进一步提升高速列车耐撞安... 列车发生碰撞时,车辆位姿演化受车钩、防爬结构、转向架等多个部件的众多耐撞特性参数耦合影响,识别姿态失稳关键诱因、准确表征其参数边界对于指导高速列车耐撞参数匹配设计,实现冲击行为稳定的碰撞能量耗散,进一步提升高速列车耐撞安全性具有重要意义。现有研究主要基于动力学/有限元仿真进行列车碰撞模拟,为甄别位姿失稳主导诱因,获取参数匹配边界,需要进行大量迭代计算。提出一种基于生成对抗网络(GAN)、视觉注意力机制(VIT)的图像深度聚类算法(GVDC)。首先,基于少量仿真样本训练列车碰撞位姿预测模型;结合拉丁超立方采样方法,快速预测不同耐撞参数配置下的列车碰撞位姿图像,构建融合增强数据集;通过视觉自注意力机制与聚类算法相结合,实现列车位姿模式无监督聚类,在无需人工标注的前提下,位姿失稳模式识别精度可达93%。基于特征权重评估(ReliefF)算法,确定主导位姿失稳的参数组合,构建参数组边界显式表征。该研究成果可为高速列车耐撞参数匹配设计提供重要理论依据。 展开更多
关键词 列车碰撞失稳 图像生成 深度聚类 决策边界 参数阈值匹配
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考虑磨耗演化的高速列车车轮型面多目标优化 被引量：2
19
作者 周骏 刘林芽 李纪阳 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期51-65,共15页
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... 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。 展开更多
关键词 轮轨磨耗 滚动接触疲劳损伤 多目标优化 车辆动力学 代理模型
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