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重载铁路小半径曲线钢轨型面非对称优化设计 被引量：1
1
作者 丁旺才 张建栋 +3 位作者 葛菲元 吴少培 李得洋 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期272-281,共10页
为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。 展开更多
关键词 轮轨磨耗 小半径曲线钢轨型面优化 设计变量影响效应 第二代非支配遗传算法 钢轨疲劳损伤
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地铁曲线不同位置轮轨界面综合摩擦因数优化
2
作者 朱爱华 张财胜 +3 位作者 张帆 杨建伟 白堂博 张骄 《铁道建筑》 北大核心 2025年第5期49-56,共8页
针对地铁小半径曲线轮轨精准润滑技术,考虑不同轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况,对地铁曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数进行优化。在SIMPACK中建立地铁车辆动力学模型,引入轮轨界面综合摩擦因数管理模型,分析曲线不同位置轨顶与轨侧摩... 针对地铁小半径曲线轮轨精准润滑技术,考虑不同轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况,对地铁曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数进行优化。在SIMPACK中建立地铁车辆动力学模型,引入轮轨界面综合摩擦因数管理模型,分析曲线不同位置轨顶与轨侧摩擦因数匹配工况对轮轨磨耗性能、轮对冲角、表面疲劳指数和脱轨系数的影响规律。使用熵权TOPSIS法对4个评价指标建立多目标优化模型,实现曲线不同位置的轮轨界面综合摩擦因数优化。结果表明:缓中点Ⅰ、缓圆点和曲中点的综合性能同时受轨顶和轨侧摩擦因数的影响,圆缓点的综合性能主要受轨侧摩擦因数的影响,缓中点Ⅱ的综合性能主要受轨顶摩擦因数的影响;缓中点Ⅰ、缓圆点、曲中点、圆缓点和缓中点Ⅱ的最佳摩擦因数组合(轨顶摩擦因数/轨侧摩擦因数)分别为0.20/0.35、0.20/0.10、0.25/0.10、0.20/0.20和0.20/0.30。 展开更多
关键词 地铁 综合摩擦因数 模型试验 轮轨界面 优化 轨顶 轨侧
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基于GASF多通道图像时序融合的高速列车横向减振器故障诊断
3
作者 李刚 秦永峰 齐金平 《振动与冲击》 北大核心 2025年第15期144-152,191,共10页
由于高速列车在运行的过程中悬挂系统产生的振动信号是典型的复杂度高,耦合性和不确定性强的非线性信号,为弥补一维信号在故障诊断时的局限性,利用格拉姆角场(Gramian angular field,GAF)处理时间序列信号的敏感性以及对非线性信号的适... 由于高速列车在运行的过程中悬挂系统产生的振动信号是典型的复杂度高,耦合性和不确定性强的非线性信号,为弥补一维信号在故障诊断时的局限性,利用格拉姆角场(Gramian angular field,GAF)处理时间序列信号的敏感性以及对非线性信号的适应性,提出了一种基于一维(1D)时序信号和二维(2D)格拉姆角和场(Gramian angular summation field,GASF)特征融合的卷积神经网络结合门控循环单元网络融合多头自注意力机制(1D-2D-CNN-GRU-MSA)的故障诊断方法。首先,将一维的时序信号编码为二维的GASF图,再分别将一维的时序信号与二维的GASF图同时送入到两条并行的网络支路中,其中:一路为图像输入经卷积神经网络(convolutional neural networks,CNN)提取GASF图像的特征;另一路将一维的故障波形直接输入经门控循环网络单元(gated recurrent unit,GRU)提取时序特征,通过多头自注意力机制(multi-head self-attention,MSA)将二维图像特征和一维时序特征进行特征重点强化并降维融合,最后通过Softmax层对高速列车横向减振器故障进行分类。仿真试验证明,不同工况下1D-2D-CNN-GRU-MSA模型比两种主流模型进行高速列车横向减振器故障识别的准确率高。 展开更多
关键词 高速列车 格拉姆角和场(GASF) 卷积神经网络(CNN) 多头自注意力机制(MSA) 门控循环单元(GRU)
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基于转子动力学的高速动车组轮对优化
4
作者 商跃进 王彤基 +1 位作者 董雅宏 刘惠萱 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第4期655-660,共6页
轮对是高速动车组安全运行的关键部件之一,为提高其力学环境适应能力,实现轮对轻量化成为重要途径,临界转速在轻量化过程中也不可忽略。运用CAD/CAE技术,设计轮对参数化设计系统。基于转子动力学理论,考虑陀螺效应完成了轮对模态分析和... 轮对是高速动车组安全运行的关键部件之一,为提高其力学环境适应能力,实现轮对轻量化成为重要途径,临界转速在轻量化过程中也不可忽略。运用CAD/CAE技术,设计轮对参数化设计系统。基于转子动力学理论,考虑陀螺效应完成了轮对模态分析和谐响应分析,求解各阶的临界转速,并通过系统对轮对进行参数化建模,以轮对整体质量为优化目标,以1阶临界转速为约束条件,以车轮直径和轴孔直径为优化变量进行优化,并验证了优化结果。优化结果表明:优化后的轮对满足强度的要求下,既可实现轮对轻量化的目标,又可以避免产生共振响应,研究成果为轮对的结构设计提供了参考。 展开更多
关键词 轮对 转子动力学 临界速度 谐响应 优化设计
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地铁中长波轨道不平顺敏感波长和管理限值研究
5
作者 谢晨希 杨泞瑞 +2 位作者 刘阳 陶功权 温泽峰 《振动与冲击》 北大核心 2025年第16期280-290,317,共12页
轨道不平顺显著影响车辆运行安全性和平稳性,探明地铁线路中长波轨道不平顺的敏感波长和不平顺管理限值,对线路维护具有重要参考价值。针对某型地铁车辆建立考虑车体柔性的地铁车辆刚柔耦合动力学模型,并通过实测车体加速度对模型进行... 轨道不平顺显著影响车辆运行安全性和平稳性,探明地铁线路中长波轨道不平顺的敏感波长和不平顺管理限值,对线路维护具有重要参考价值。针对某型地铁车辆建立考虑车体柔性的地铁车辆刚柔耦合动力学模型,并通过实测车体加速度对模型进行验证。采用多峰余弦波模拟高低、轨向、水平和轨距不平顺,仿真分析不同波长和幅值不平顺对车辆动力学性能的影响,并确定轨道不平顺的敏感波长范围。在此基础上,利用曲线拟合将仿真结果外推至各动力学性能指标的管理值,提出三个等级的轨道不平顺幅值管理限值。结果表明,地铁轨道不平顺敏感波长主要与车辆悬挂模态、车体弹性模态和转向架蛇行运动相关。四种不平顺应重点控制的波段及其最低幅值限值如下:高低(1.5~4.0 m和6.0~10.0 m,最低限值2.4 mm和4.7 mm);轨向(10.0~30.0 m,最低限值1.6 mm);水平(1.5~4.0 m和6.0~22.0 m,最低限值0.8 mm和5.2 mm);轨距(10.0~15.0 m,最低限值5.0 mm)。 展开更多
关键词 地铁 轨道不平顺 车辆动力学性能 敏感波长 管理限值
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相邻隧道间距对列车通过峡谷风区时气动性能的影响
6
作者 周丹 梁思维 +3 位作者 张耀升 冯吉琦 陈恺岚 陈光 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第6期2562-2574,共13页
以通过峡谷风区的高速列车为研究对象,建立峡谷-桥隧-列车三维数值模型,采用基于k-ε的尺度解析混合(SRH)湍流模型进行求解计算,研究不同相邻隧道间距下的峡谷风场分布特性、列车气动载荷和流场分布。研究结果表明:当相邻隧道间距为100 ... 以通过峡谷风区的高速列车为研究对象,建立峡谷-桥隧-列车三维数值模型,采用基于k-ε的尺度解析混合(SRH)湍流模型进行求解计算,研究不同相邻隧道间距下的峡谷风场分布特性、列车气动载荷和流场分布。研究结果表明:当相邻隧道间距为100 m时,桥梁上方的风速梯度最大,在距离桥面高约4 m处量纲一风速高达2.0;当相邻隧道间距大于300 m时,桥面上方风速较小,峡谷中心处的加速效应变化较小;当列车从隧道驶入峡谷风区时,各节车厢的气动荷载先陡增后不断波动;头车和尾车的气动载荷最大值随着相邻隧道间距的增加而逐渐减小,头车侧向力最大值是尾车的4倍;在距离隧道约5 m的桥上,列车迎风侧与背风侧流场的流速与压力分布差异显著,当相邻隧道间距从100 m增大到300 m时,列车迎风面与背风面压差明显减小。 展开更多
关键词 相邻隧道间距 峡谷风 高速列车 气动性能
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基于轴箱振动加速度小波包分解的高速列车车轮多边形特征识别
7
作者 李新一 刘金安 +3 位作者 肖新标 黄振鑫 刘晓龙 金学松 《机械工程学报》 北大核心 2025年第14期223-232,共10页
高效的车轮多边形检测对于指导高速列车车轮镟修具有重要意义,现有研究在识别多边形幅值上还不够精确。提出了基于轴箱振动加速度小波包分解的车轮多边形特征动态检测方法,首先建立高速列车车辆-轨道耦合动力学模型,计算了不同阶次、不... 高效的车轮多边形检测对于指导高速列车车轮镟修具有重要意义,现有研究在识别多边形幅值上还不够精确。提出了基于轴箱振动加速度小波包分解的车轮多边形特征动态检测方法,首先建立高速列车车辆-轨道耦合动力学模型,计算了不同阶次、不同幅值车轮多边形状态下的轴箱振动响应;利用小波包分解对轴箱振动信号进行时频分析,以小波包节点能量级作为量化多边形幅值的指标;然后使用克里金插值建立了车轮多边形特征与轴箱振动特征之间的映射关系;最后通过实际测试对该方法进行了验证,预测结果与测试结果相比平均误差为10.28%,对于多边形磨耗较严重的车轮,其显著阶次预测平均误差仅为5.68%。一定程度上弥补了动态检测方法在多边形幅值量化方面的不足,为高速列车车轮多边形特征检测提出了新的技术途径,具有良好的工程价值。 展开更多
关键词 高速列车 多边形磨耗 轴箱振动加速度 小波包分解 特征识别 车辆-轨道耦合动力学
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高速列车设备舱风-雪流试验可复现性探究及防积雪优化
8
作者 商雯斐 高广军 +1 位作者 汤鑫 姜琛 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期31-37,共7页
为探究风-雪两相流风洞试验对高寒高速列车设备舱内雪粒进入与堆积现象的可复现性和增加滤网密度对设备舱防积雪性能的影响,基于某冰雪风洞试验台对某典型高寒高速列车全尺寸设备舱模型内进雪、积雪进行复现与对比试验研究。复现试验监... 为探究风-雪两相流风洞试验对高寒高速列车设备舱内雪粒进入与堆积现象的可复现性和增加滤网密度对设备舱防积雪性能的影响,基于某冰雪风洞试验台对某典型高寒高速列车全尺寸设备舱模型内进雪、积雪进行复现与对比试验研究。复现试验监控裙板进气格栅处的雪粒子流入及底板表面积雪情况,并与实车情况进行对比。对比试验采集了设备舱进气格栅、转向架牵引电机通风机处的气流流速及设备舱内的积雪分布与质量。试验结果表明:风-雪两相流风洞试验可以良好再现设备舱裙板处雪粒的进入,雪粒在舱内的自然下沉与堆积,积雪层随试验时长增加不断增厚,有效复现全尺寸设备舱内积雪情况;滤网密度增加对设备舱进气格栅及舱内通风机进、出风口处的气流流速影响较小,夏季高温条件下的设备正常进风无影响;在风-雪环境下,滤网密度增加有效缩短进入设备舱的雪粒子纵深迁移运动距离,对雪粒子入舱阻滞作用显著。高密度滤网可降低舱内迎风侧平均积雪厚度55.1%,舱内总积雪量减少66.3%。对裙板格栅滤网进行加密可有效提升设备舱防进雪性能,减少相关设备在冬季低温条件下的故障率。 展开更多
关键词 高速列车 设备舱 全尺寸模型 冰雪风洞 防积雪优化
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高原高速铁路长大隧道列车交会空气阻力特性数值模拟研究
9
作者 梅元贵 万有财 邓虹 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期149-161,共13页
为探究2列车在高海拔、大坡度和长大隧道交会时的空气阻力特征,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型建立列车在高原铁路隧道交会时的空气阻力计算方法,并验证方法的合理性和准确性;以8节编组高速列车为研究对象,阐明整车空气阻力的形成... 为探究2列车在高海拔、大坡度和长大隧道交会时的空气阻力特征,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型建立列车在高原铁路隧道交会时的空气阻力计算方法,并验证方法的合理性和准确性;以8节编组高速列车为研究对象,阐明整车空气阻力的形成机理及各分项空气阻力的变化特征,分析隧道的交会位置、长度、坡型、坡度、列车速度和海拔等因素对空气阻力的影响。结果表明:列车在坡度隧道内交会时空气阻力与列车周围空气的压力和流速、列车运行位置及隧道坡型和坡度密切相关;车厢摩擦阻力占整车空气阻力的60%以上,车身摩擦系数的取值对合理预测空气阻力尤为重要;列车在单面坡隧道中央等速交会为最恶劣交会位置,相对于隧道坡度,海拔对空气阻力的影响更大,且空气阻力随海拔的增大而减小;列车以250 km·h^(-1)的速度在海拔1000 m、坡度25‰、长度15 km的隧道中央等速交会时最大空气阻力和平均空气阻力分别为64.5和53.7 kN。研究结果为高原高速铁路列车的牵引功率配比提供参数支持。 展开更多
关键词 高原 高速铁路 隧道 压力波 交会 空气阻力 一维流动模型
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基于LSTM网络的轨道车辆基准轴速度预测方法
10
作者 孙卫兵 杨磊 方松 《中国铁路》 北大核心 2025年第1期92-99,共8页
滑行检测是列车制动系统防滑控制的关键技术,以真实轨道车辆制动系统的运行数据为样本进行特征分析,提出基于长短期记忆网络(LSTM)的列车基准轴速度预测方法。该方法根据车辆4个轴的实时速度及其邻近时刻的速度,对下一时间段的基准轴速... 滑行检测是列车制动系统防滑控制的关键技术,以真实轨道车辆制动系统的运行数据为样本进行特征分析,提出基于长短期记忆网络(LSTM)的列车基准轴速度预测方法。该方法根据车辆4个轴的实时速度及其邻近时刻的速度,对下一时间段的基准轴速度进行迭代预测。与常规基准轴速度估算方法相比,LSTM算法预测的基准轴速度在全轴滑行工况下更接近列车真实速度,可更早地检测到全轴滑行,有利于制动系统及时采取防滑控制措施或其他黏着控制,提高黏着利用率。 展开更多
关键词 轨道车辆 基准轴速度 列车制动 长短期记忆网络 神经网络 滑行检测 黏着控制
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铁道车辆折弯型抗侧滚扭杆装置刚度计算方法及其影响因素研究 被引量：1
11
作者 周小智 李冠军 +2 位作者 李茂春 颜志军 郭庆升 《现代制造工程》 北大核心 2025年第7期42-47,共6页
折弯型抗侧滚扭杆装置的刚度计算是抗侧滚装置设计的关键环节之一,关系到抗侧滚扭杆装置的空间布置、安装方式及结构形式。利用能量守恒原理建立了考虑折弯半径、折弯角度、扭臂长度、橡胶关节刚度和支撑衬套刚度等所有关键参数在内的... 折弯型抗侧滚扭杆装置的刚度计算是抗侧滚装置设计的关键环节之一,关系到抗侧滚扭杆装置的空间布置、安装方式及结构形式。利用能量守恒原理建立了考虑折弯半径、折弯角度、扭臂长度、橡胶关节刚度和支撑衬套刚度等所有关键参数在内的系统侧滚角刚度计算模型,并基于某型折弯型抗侧滚扭杆装置结构对折弯型抗侧滚扭杆装置的侧滚角刚度进行了实例分析,结合台架试验对系统侧滚角刚度进行了验证,试验结果表明:系统侧滚角刚度计算模型可靠性高,计算值与试验值的误差仅为3%。最后,利用系统侧滚角刚度计算模型对关键尺寸参数、橡胶关节刚度等侧滚角刚度的影响因素进行了探究。 展开更多
关键词 折弯型抗侧滚扭杆装置 侧滚角刚度 计算方法 试验验证 影响因素
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强风沙环境下车窗破损对高速列车运行安全性影响
12
作者 杜礼明 李墨 +1 位作者 傅彩慧 苏杉 《铁道车辆》 2025年第2期19-28,共10页
高速列车在大风沙尘地区行驶时,列车两侧的车窗可能会因大风沙的冲击而破裂,危及列车的运行安全和乘客的生命财产安全。文章建立了车窗破损的某型高速列车气动仿真模型,分析了在横风和风沙环境下列车运行的气动特征,并基于气动仿真结果... 高速列车在大风沙尘地区行驶时,列车两侧的车窗可能会因大风沙的冲击而破裂,危及列车的运行安全和乘客的生命财产安全。文章建立了车窗破损的某型高速列车气动仿真模型,分析了在横风和风沙环境下列车运行的气动特征,并基于气动仿真结果,对车窗破损的列车安全性进行了分析。结果表明:双侧车窗玻璃破损相较于迎风侧车窗玻璃破损,车厢内外的压力和气流更趋于稳定;在风速和车速逐渐增加的过程中,列车车厢所受到的升力、横向力、倾覆力矩及其摇头力矩的瞬间变化值均增大;与单纯横风作用下的结果对比,大风沙尘环境下单侧车窗破损时,列车的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力分别增大了50.0%、10.7%、15.1%和14.8%,与双侧车窗玻璃破碎时对比,其数值分别增大了40.0%、17.2%、12.6%、15.0%。列车在强风沙环境下单侧车窗破损后的安全性更差。 展开更多
关键词 强风沙环境 高速列车 车窗破损 运行安全性 气动特性
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基于RIME-VMD的高速列车横向减振器故障诊断 被引量：4
13
作者 秦永峰 李刚 +1 位作者 齐金平 王建帅 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期942-953,共12页
为解决变分模态分解(VMD)在高速列车横向减振器故障诊断中特征提取较为困难的问题,提出一种基于霜冰算法(RIME)以最小包络熵作为适应度函数优化变分模态分解(VMD)的特征提取方法。首先,使用霜冰算法(RIME)优化VMD在不同故障状态下模态(I... 为解决变分模态分解(VMD)在高速列车横向减振器故障诊断中特征提取较为困难的问题,提出一种基于霜冰算法(RIME)以最小包络熵作为适应度函数优化变分模态分解(VMD)的特征提取方法。首先,使用霜冰算法(RIME)优化VMD在不同故障状态下模态(IMF)分量的个数和惩罚因子的最优参数组合;其次,计算各个IMFs分量的峭度值与相关性系数,再分别选取峭度值较大的前4阶IMF分量,并在峭度值较大的4个IMFs分量中选取相关性系数较高的前3阶IMFs进行信号重构降噪;最后,计算多尺度的奇异熵、样本熵、排列熵作为故障特征值,并结合t分布随机近邻嵌入(t-SNE)算法降维去除冗余特征信息,将降维融合后的特征矩阵逐一输入到支持向量机(SVM)中,从而实现对高速列车横向减振器不同故障部位的识别。仿真实验结果表明:相较于灰狼算法(GWO)优化变分模态分解(VMD)的方法,RIME-VMD方法利用霜冰算法高效的搜索与开发能力,可以更快速寻得高速列车不同工况下,变分模态分解中分解层数和惩罚因子参数的全局最优组合,提高了VMD分解信号的鲁棒性,采用信号重构的方法可以有效提取故障特征,实现高速列车横向减振器故障的高效、准确识别。原始变分模态分解(VMD)方法虽然分解速度较快,但原始VMD参数的人工试错成本更高,不能满足高速列车故障诊断的要求。研究结果可为高速列车横向减振器故障诊断和安全运营进一步优化提供参考。 展开更多
关键词 转向架 变分模态分解 霜冰算法 故障诊断 多尺度奇异熵
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基于Sobol’法的高速磁浮列车单点悬浮系统全局灵敏度分析 被引量：2
14
作者 倪菲 范琳 +2 位作者 徐俊起 林国斌 贾万涛 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期812-822,共11页
本文针对高速磁浮列车悬浮系统中不确定性参数对系统动态响应的影响展开研究,旨在为磁浮列车的优化设计提供理论依据.首先,将高速磁浮列车悬浮系统简化为包含二系悬挂的单点悬浮系统,并构建相应的多项式混沌展开(PCE)模型;在此基础上,采... 本文针对高速磁浮列车悬浮系统中不确定性参数对系统动态响应的影响展开研究,旨在为磁浮列车的优化设计提供理论依据.首先,将高速磁浮列车悬浮系统简化为包含二系悬挂的单点悬浮系统,并构建相应的多项式混沌展开(PCE)模型;在此基础上,采用Sobol’法进行全局灵敏度分析,相较于在原始模型上进行蒙特卡洛仿真求解Sobol’灵敏度的方法,基于PCE模型的求解方法将计算效率提升了73倍,且计算误差控制在0.004以内;进一步地,深入分析车辆结构参数、轨道不平顺参数以及悬浮控制参数对悬浮系统间隙响应和车体垂向加速度的影响规律,识别了关键影响参数及其交互效应.研究结果表明:电磁铁线圈匝数和电磁铁铁芯有效面积对车体垂向加速度及悬浮系统间隙响应影响较大,总灵敏度指数均大于0.20,而电磁铁质量和二系悬挂参数对其影响相对较小,总灵敏度指数均小于0.10;列车运行速度与轨道不平顺波长对悬浮间隙和车体垂向加速度的影响显著,总灵敏度指数均大于0.80,且二者之间存在明显的交互作用;在悬浮控制参数中,间隙响应对比例系数的变化最为敏感,总灵敏度指数接近1.00. 展开更多
关键词 高速磁浮列车 电磁悬浮系统 灵敏度分析 Sobol’法 多项式混沌展开
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铁路客车轮轴智能检修系统研究 被引量：1
15
作者 权绍春 闫巍 《铁路技术创新》 2025年第1期48-54,共7页
铁路客车轮轴作为铁路客车的关键核心部件,其技术状况对旅客列车的运行安全与品质有着重大影响。为此,轮轴的检修成为客车检修中至关重要的环节。全路客车轮轴轴箱装置的检修模式较为陈旧,无法满足新标准对铁路客车轮轴检修的高要求、... 铁路客车轮轴作为铁路客车的关键核心部件,其技术状况对旅客列车的运行安全与品质有着重大影响。为此,轮轴的检修成为客车检修中至关重要的环节。全路客车轮轴轴箱装置的检修模式较为陈旧,无法满足新标准对铁路客车轮轴检修的高要求、严要求。提升轮轴检修的信息化与自动化系统设备,能够有效提高检修质量和效率。铁路客车轮轴智能检修系统由轮对检修系统、轴承检修系统、附属配件检修系统以及数据分析系统等部分组成。通过对轮对、轴承和配件使用二维码,并采用工位作业与机器人作业相结合的模式,实现检修全过程的数据上传与分析。引入轮轴检修信息化、自动化系统设备,开启了新时代铁路智能化、自动化、信息化的检修新模式。 展开更多
关键词 铁路客车 轮轴检修 机器人 信息化 智能化 自动化
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高速列车蛇行稳定性自适应控制策略研究 被引量：2
16
作者 李俊聪 黄翔 +1 位作者 曾京 汪群生 《现代制造工程》 北大核心 2025年第2期61-68,共8页
随着我国高速列车的大量开行和运行里程的急剧增加,伴随着轮轨磨耗、运行环境变化与悬挂参数匹配的矛盾,面临的车体异常振动问题越来越多,严重降低了乘客的乘坐舒适性,其中转向架蛇行稳定性不足较为突出,针对该类问题,从抗蛇行减振器主... 随着我国高速列车的大量开行和运行里程的急剧增加,伴随着轮轨磨耗、运行环境变化与悬挂参数匹配的矛盾,面临的车体异常振动问题越来越多,严重降低了乘客的乘坐舒适性,其中转向架蛇行稳定性不足较为突出,针对该类问题,从抗蛇行减振器主动控制的角度展开了高速列车蛇行稳定性自适应控制策略研究。首先,将抗蛇行减振器替换为主动控制悬挂元件,建立了车辆系统非线性动力学模型;然后,结合PID控制原理和模糊控制原理设计了自适应模糊PID控制器,并采用带精英策略的非支配排序遗传算法对参数进行优化;最后,基于SIMPACK和Simulink联合仿真模型,在不同运行工况下对所设计的主动控制系统进行控制效果对比分析。结果表明,在主动抗蛇行减振器的作用下,转向架构架端部横向加速度主频幅值最大降低了54%,均方根值最大降低了33.24%,明显改善了转向架构架横向振动性能,为转向架蛇行稳定性控制策略提供技术支撑。 展开更多
关键词 高速列车 蛇行稳定性 抗蛇行减振器 自适应控制 遗传算法
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基于主动抗蛇行减振器的高速转向架分岔控制与复杂运动分析 被引量：1
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作者 毛冉成 曾京 +2 位作者 石怀龙 文敬涵 魏来 《交通运输工程学报》 北大核心 2025年第1期121-131,共11页
为保障高速动车组蛇行稳定性并提升临界速度,开展基于主动抗蛇行减振器的车辆系统分岔特性控制研究,建立了包含刚性转向架横移/摇头与车体横移的动力学简化模型,结合实测磨耗后期的车轮踏面数据给出了非线性轮轨关系;在传统被动悬挂的... 为保障高速动车组蛇行稳定性并提升临界速度,开展基于主动抗蛇行减振器的车辆系统分岔特性控制研究,建立了包含刚性转向架横移/摇头与车体横移的动力学简化模型,结合实测磨耗后期的车轮踏面数据给出了非线性轮轨关系;在传统被动悬挂的基础上并联主动抗蛇行减振器,基于转向架摇头控制分析了车辆系统的Hopf分岔及分岔后的复杂运动。分析结果表明:线性刚度与线性阻尼控制均能延后Hopf分岔点,即能够直接提高车辆系统的蛇行临界速度,从被动状态下247 km·h^(-1)提高至328 km·h^(-1);线性刚度控制不影响分岔后的轮对横移量,将蛇行频率从5 Hz提高至7 Hz,线性阻尼控制能有效降低分岔后的极限环幅值与蛇行频率;非线性刚度与阻尼控制不改变车辆的临界速度,且二次项控制增益将引起车辆系统产生不稳定的极限环;三次项控制增益均可以降低分岔后的极限环幅值,其中三次项刚度控制会提高蛇行频率,三次项阻尼控制能够抑制蛇行频率;传统被动悬挂下车辆在发生Hopf分岔后,系统将经历极限环运动进入倍周期分岔进而通向混沌态,而线性控制在车速为386 km·h^(-1)时发生超临界Hopf分岔后能维持稳定的极限环单周期运动,其最大李雅普诺夫指数始终小于0,可以有效避免车辆系统产生复杂的混沌运动,但非线性控制的作用效果有限。 展开更多
关键词 车辆工程 抗蛇行减振器 主动控制 蛇行稳定性 高速转向架 HOPF分岔
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高速列车隧道交会对其振动特性的影响分析 被引量：1
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作者 王北昆 冯达 +2 位作者 卢耀辉 鲜川 曹江萍 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期930-941,共12页
列车隧道内交会时气动载荷变化比明线会车更加复杂和剧烈,其对列车的横向振动有显著影响。为研究气动载荷与机械载荷耦合作用下列车车体的横向振动特性,以隧道会车工况下的高速列车为研究对象,基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标... 列车隧道内交会时气动载荷变化比明线会车更加复杂和剧烈,其对列车的横向振动有显著影响。为研究气动载荷与机械载荷耦合作用下列车车体的横向振动特性,以隧道会车工况下的高速列车为研究对象,基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标准SSTk-ω湍流模型,采用重叠网格技术对高速列车隧道交会工况进行模拟,分析了列车气动载荷的时频特性和流场结构。在此基础上,通过建立车辆系统动力学模型,计算了车体悬挂振动模态,进一步研究了气动载荷频率与车体悬挂振动固有频率之间的关系。最后,通过顺序耦合的方法,将气动载荷加载到车辆系统动力学模型中,计算了车体的动态响应。研究结果表明:高速列车隧道内交会过程中由于涡与涡之间、涡与地面之间、涡与隧道壁面之间的干涉产生复杂的流场结构,是导致列车会车后气动载荷幅值和波动频率升高的主要原因;头车和尾车气动载荷频率与下心滚摆频率接近,中间车的气动载荷频率与上心滚摆频率接近,易与车体产生共振,从而导致车体横向振动加剧;考虑气动载荷作用下的头车、中间车和尾车的横向振动加速度峰值分别为仅考虑轨道激励的3.22倍、2.47倍和3.59倍,气动载荷对车体横向振动的贡献度分别达到了76%、70%和78%。气动载荷是导致隧道会车时车体横向振动的主要原因,本文的研究可为改善高速列车隧道“晃车”问题提供一定的理论参考。 展开更多
关键词 高速列车 列车隧道空气动力学 流场结构 频谱分析 动态响应
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普速客车季节性风险研判及防控
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作者 周勇 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第S1期89-93,共5页
由于普速客车(简称:客车)设计制造工艺、成本等限制,其环境适应性、可靠性水平较低,加之客车运行交路长、运行环境差异大、载客量随区段和季节的变化较大等因素,致使客车在运用中发生的故障有着明显的季节性特点。客车的季节性风险防控... 由于普速客车(简称:客车)设计制造工艺、成本等限制,其环境适应性、可靠性水平较低,加之客车运行交路长、运行环境差异大、载客量随区段和季节的变化较大等因素,致使客车在运用中发生的故障有着明显的季节性特点。客车的季节性风险防控一直是客车运用安全管理的重点,但是由于缺乏系统的分析总结,对于不同的管理者有着不同的理解,在管理实践中的侧重点也有所不同。通过大数据分析的方法,以2年的客车运用现场真实数据作为样本,系统地分析了客车季节性故障的规律特点,以及不同季节的故障表现形式和后果。结合近年来客车运用安全风险管理的现场实践经验教训,提出了季节性安全风险的预防措施建议。有利于拓宽客车运用管理人员的管理思路,进而采取更加适合于本单位的季节性风险防控措施,提高安全风险管理水平,确保客车运用安全,提高客车客运服务质量。 展开更多
关键词 普速客车 客车运用 季节性 故障统计 风险研判 预防措施
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高速列车转向架包覆结构安装位置及间隙尺寸对气动阻力影响
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作者 王志钧 谢子豪 +1 位作者 高广军 李健 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期11-29,共19页
针对高速列车转向架裙板和底护板对称安装时安装位置及底护板和车体间隙变化对列车阻力定量影响规律不明晰的问题,采用数值模拟方法,通过设计转向架底护板包覆结构,制定其不同位置对称安装和全包围安装的5种方案,研究某型3节编组高速动... 针对高速列车转向架裙板和底护板对称安装时安装位置及底护板和车体间隙变化对列车阻力定量影响规律不明晰的问题,采用数值模拟方法,通过设计转向架底护板包覆结构,制定其不同位置对称安装和全包围安装的5种方案,研究某型3节编组高速动车组以300 km·h^(-1)速度运行时转向架底护板及其安装位置对气动阻力的影响规律;在此基础上,定义底护板7种横向(X向)间隙和8种纵向(Y向)间隙尺寸,分析这些间隙尺寸的变化对列车运行时转向架区域绕流特征的影响,揭示底护板位置及X向和Y向间隙尺寸对整车气动阻力的影响规律和作用机制。结果表明:由于转向架底护板和裙板的引流、阻隔作用,车底来流对转向架部件及转向架舱后端面的冲击效果明显减弱,降低了转向架区域的压差阻力,具有明显的整车减阻效果;对于半包围的底护板,在1位和6位转向架安装底护板和裙板后整车减阻率为8.6%,超过在2位和5位及3位和4位转向架安装的整车减阻率之和;在1位和6位转向架安装半包围底护板和裙板的基础上,X向和Y向间隙的减小可分别使气流对转向架舱后端面中下部(B区域)和下部两侧(C区域)的冲击减弱,降低转向架舱内部的气流速度和前后端面压差阻力,从而达到整车阻力降低的目的;X向和Y向间隙分别从240和310 mm减小至0 mm(车底齐平安装底护板)时,整车减阻率分别由8.26%和8.3%增加至9.88%和10.68%;整车阻力的降低随X向和Y向间隙的减小大致呈均匀趋势,且Y向间隙的减小对整车阻力降低的贡献略大于X向间隙。 展开更多
关键词 高速列车 转向架 包覆结构 底护板 裙板 气动阻力 间隙尺寸 数值模拟
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