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高端装备创新方法知识系统构建与优选推送

机械工程学报 2024年第11期60卷 169-180页

作者：刘江南黄琬清杜文轩刘小冬沈龙江朱颖谋湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室长沙410082 北京工业大学机械与能源工程学院北京100124 中车株洲电力机车有限公司株洲412001

高端装备创新链中不同环节对创新方法知识的需求不尽相同,日趋复杂的创新活动已无法满足于局部、单一方法的运用。集成的创新方法知识及其优选推送,对于计算机辅助高效实现高端装备的创新设计具有重要意义。以先进轨道交通装备为例,追... 详细信息

高端装备创新链中不同环节对创新方法知识的需求不尽相同,日趋复杂的创新活动已无法满足于局部、单一方法的运用。集成的创新方法知识及其优选推送,对于计算机辅助高效实现高端装备的创新设计具有重要意义。以先进轨道交通装备为例,追溯其重大科技成果的形成过程、提炼发明专利的高频普适方法,分析其中的创新特征及控制其涌现效应的关键因素,挖掘一系列创新方法作为基础信息;为使其成为可传播、学习和应用的知识,对创新方法进行规范化知识描述和单元化数据建模;构建装备领域创新方法应用情境空间,借助结构化本体语言,建立应用情境空间下创新方法知识表征数据模型,以利于知识的获取、存储、处理和调用;设计开发创新方法多维度集成的知识系统,系统化管理离散的创新方法知识;确定创新方法适用度评价指标及权重,建立其优选决策模型,提出基于统计学原理突破个人经验法的多方法序列推送方法,为程序化自动推送提供理论基础;构建创新方法知识优选与推送实施流程,并通过辅助某研发设计的应用示例,验证知识系统及实施流程的可操作性和有效性。

关键词：高端装备创新方法本体论知识集成优选与决策全创新链

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TRIZ创新思维与创新工具的深度嵌套应用

科技创新与品牌 2024年第2期 62-67页

作者：程功彭英沈龙江黄献湖南省企业科协联合会

TRIZ创新方法是用来解决发明级别的理论,它被称作“神奇的点金术”,曾被苏联列为军事机密,它包含创新思维、创新工具、技术进化、创新算法等理论体系。本文主要研究TRIZ理论中创新思维与创新工具内在的联系,探索二者的深度嵌套迭代,充... 详细信息

TRIZ创新方法是用来解决发明级别的理论,它被称作“神奇的点金术”,曾被苏联列为军事机密,它包含创新思维、创新工具、技术进化、创新算法等理论体系。本文主要研究TRIZ理论中创新思维与创新工具内在的联系,探索二者的深度嵌套迭代,充分打开思路,提高创新效率,提升创新质量。

关键词： TRIZ 创新思维创新工具嵌套迭代

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基于瞬态有限元的齿轮箱迷宫密封泄漏研究

润滑与密封 2024年第3期49卷 24-34页

作者：陈子昂范静园沈龙江胡玉梅杨光程重庆大学机械与运载工程学院重庆400030 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

针对某高速列车齿轮箱迷宫密封的润滑油泄漏问题,基于ANSA软件建立齿轮箱及迷宫密封结构的有限元模型,并采用FLUENT软件对其进行多相流瞬态仿真分析,研究迷宫密封结构的相对啮合深度、节流齿厚、径向间隙、回油孔直径及个数、齿与台阶... 详细信息

针对某高速列车齿轮箱迷宫密封的润滑油泄漏问题,基于ANSA软件建立齿轮箱及迷宫密封结构的有限元模型,并采用FLUENT软件对其进行多相流瞬态仿真分析,研究迷宫密封结构的相对啮合深度、节流齿厚、径向间隙、回油孔直径及个数、齿与台阶距离、齿宽、密封间隙对润滑油泄漏量的影响。结果表明:当相对啮合深度大于0.5时,润滑油泄漏量与相对啮合深度呈负相关;润滑油泄漏量与节流齿厚、回油孔直径、回油孔数量呈负相关;润滑油泄漏量与径向间隙、齿宽、齿与台阶距离、密封间隙呈正相关。根据研究结果对迷宫密封结构进行改进,改进后的迷宫密封结构润滑油泄漏量降低为原始泄漏量的3.6%。

关键词：迷宫密封泄漏量齿轮箱结构改进飞溅润滑

速度160 km/h动力集中动车组动力车车轮踏面优化研究

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铁道机车车辆 2024年第3期44卷 125-131页

作者：沈龙江邓小星陈国胜钟晓波谭桐重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 湖南省轨道车辆转向架工程技术研究中心湖南株洲412001

文中针对某型160 km/h动力集中动车组动力车在车轮旋修后横向平稳性显著变差问题进行了原因分析,指出了TB/T 449标准中JM3薄轮缘外形轮廓与JM3型外形轮廓的差异,从而导致轮轨匹配等效锥度较低为该晃车的主要原因。文中提出了轮缘厚度分... 详细信息

文中针对某型160 km/h动力集中动车组动力车在车轮旋修后横向平稳性显著变差问题进行了原因分析,指出了TB/T 449标准中JM3薄轮缘外形轮廓与JM3型外形轮廓的差异,从而导致轮轨匹配等效锥度较低为该晃车的主要原因。文中提出了轮缘厚度分别为32、30 mm的旋修用优化薄轮缘踏面外形并对踏面有效性、安全性进行了计算分析和试验验证。

关键词：动力车横向平稳性晃车等效锥度踏面优化

基于振动响应的高速动车车轮踏面磨耗状态识别

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铁道车辆 2024年第4期62卷 26-32,95页

作者：吴锐东沈龙江姚远孟凡愚西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 中车株洲电力机车有限公司大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室湖南株洲412001

针对高速动车车轮踏面磨耗状态识别问题,融合车辆振动响应及其幅值滑动平均值特征,提出一种基于双向门控循环单元(Bi-directional Gated Recurrent Unit,Bi-GRU)网络的车轮踏面磨耗状态识别方法。首先,以国内某型高速动车为对象,采用SIM... 详细信息

针对高速动车车轮踏面磨耗状态识别问题,融合车辆振动响应及其幅值滑动平均值特征,提出一种基于双向门控循环单元(Bi-directional Gated Recurrent Unit,Bi-GRU)网络的车轮踏面磨耗状态识别方法。首先,以国内某型高速动车为对象,采用SIMPACK进行车辆动力学仿真,定义五类不同等效锥度磨耗状态的车轮踏面,考虑悬挂结构参数、轮轨接触状态等随机因素,获取车体与构架横向振动加速度;其次,结合横向加速度及其幅值滑动平均值,使用特征融合技术建立不同磨耗踏面的多维特征融合数据集;最后,采用Bi-GRU网络建立踏面磨耗状态识别模型,训练模型结构参数并验证其识别效果。结果表明:该模型能够有效识别高速动车车轮踏面磨耗状态,识别准确率优于传统最近邻、决策树和支持向量机模型,并具备一定抗噪能力。对于线路实测数据集,迁移模型准确率超过98%,证明模型具有良好的泛化性能。

关键词：车轮踏面磨耗等效锥度特征融合状态识别双向门控循环单元

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高强度钢板焊接接头疲劳性能研究

电力机车与城轨车辆 2024年第2期47卷 27-30,42页

作者：王志明沈龙江贺兴王晓媛中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 湖南省轨道车辆转向架工程技术研究中心湖南株洲412001

为探索转向架构架轻量化之路,文章采用典型焊接接头疲劳试验方法,对WYS700、Q460ME、16MnDR三种不同强度等级的钢板进行了对接焊接接头疲劳性能测试,根据测试数据绘制了这三种钢板对接焊接接头的S-N曲线,并与IIW标准中规定的对接接头的... 详细信息

为探索转向架构架轻量化之路,文章采用典型焊接接头疲劳试验方法,对WYS700、Q460ME、16MnDR三种不同强度等级的钢板进行了对接焊接接头疲劳性能测试,根据测试数据绘制了这三种钢板对接焊接接头的S-N曲线,并与IIW标准中规定的对接接头的疲劳极限进行了对比。结果表明:WYS700、Q460ME、16MnDR三种焊接接头在极限疲劳寿命(循环次数N=10^(7))下,疲劳极限分别为203.75 MPa、198.88 MPa、203.33 MPa,三者相差不大,WYS700、Q460ME的S-N曲线斜率相近,16MnDR的S-N曲线斜率比前两者小,曲线显得更加平缓,说明在现有的焊接工艺下,通过提升母材强度不能提升焊接接头疲劳强度;与IIW标准中规定的对接接头在N=10^(7)下的疲劳极限41.5 MPa,N=2×10^(6)下的疲劳极限71 MPa相比,三种材质的焊接接头试验值远大于该标准要求值。

关键词：高强度钢板焊接接头疲劳性能 S-N曲线

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一种新型转向架橡胶垫的开发与应用

铁道车辆 2024年第2期62卷 169-173页

作者：汪林峰沈龙江李茂春罗汉宁天宇董永中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 株洲时代新材料科技股份有限公司湖南株洲412007

橡胶垫在机车车辆一、二系悬挂系统上得到广泛应用,作用是绝缘、减振以及调整系统组合刚度,通过调整组合刚度能有效地改善机车车辆的动力学性能。文章首先从橡胶垫对一系悬挂装置系统组合刚度影响的角度出发,利用Abaqus软件建立了一系... 详细信息

橡胶垫在机车车辆一、二系悬挂系统上得到广泛应用,作用是绝缘、减振以及调整系统组合刚度,通过调整组合刚度能有效地改善机车车辆的动力学性能。文章首先从橡胶垫对一系悬挂装置系统组合刚度影响的角度出发,利用Abaqus软件建立了一系悬挂系统仿真模型,分析了不同结构的橡胶垫对系统组合刚度、橡胶垫应力和应变的影响;其次模拟橡胶垫实际运用工况,搭建了一系悬挂系统的刚度试验台,对装有不同结构橡胶垫的一系悬挂垂向刚度进行了试验测试,并与计算结果进行了对比分析,结合仿真计算和试验验证结果,最后选取对调整系统组合刚度最优方案的橡胶垫进行了产品开发。该橡胶垫顺利通过了疲劳试验,并装用于某出口动车组上,效果良好、性能稳定,为后续橡胶垫的开发提供了参考依据。

关键词：橡胶垫一系悬挂结构优化系统组合刚度试验验证

地铁永磁直驱牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真研究

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电力机车与城轨车辆 2024年第2期47卷 1-6,13页

作者：沈龙江李旺袁玄成蒋忠城邓江明张波吴宗霖重载快捷大功率电力机车全国重点实验室湖南株洲412001 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,... 详细信息

文章以地铁永磁直驱系统为对象,具体阐述了牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真系统的设计与实现过程,首先建立地铁永磁直驱牵引传动系统主电路的“CPU+现场可编程门阵列(FPGA)”模型,将其与车载牵引控制器(TCU)实物进行联合调试仿真,并通过对比仿真结果与地面联调试验数据进行验模,仿真结果与设计目标转矩的相对误差满足±5%的要求;然后联合车辆动力学模型,搭建牵引传动与动力学机电耦合半实物仿真平台,通过牵引传动模型对车辆动力学模型施加电机转矩,并将车辆运行速度反馈给牵引传动模型,实现牵引传动和动力学的动态协同仿真。结果表明,车辆动力学响应可反映电机转矩脉动的影响,计算结果的频率成分更加丰富,更加符合真实情况,与单学科仿真相比更加具有优势。

关键词：永磁直驱牵引传动机电耦合半实物仿真

基于全因子DOE的机车抗蛇行减振器布置方式及参数优化

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第5期54卷 2074-2084页

作者：李广姚远陈相旺沈龙江西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 株洲电力机车有限公司转向架研发部湖南株洲412001

针对国内某型160 km/h高速机车,归纳出4种典型的抗蛇行减振器布置方式,并通过SIMPACK建立机车动力学模型。以提高机车横向平稳性和蛇行稳定性为目标,采用基于全因子DOE方法对抗蛇行减振器阻尼、关节刚度和横向安装角进行优化,并利用Pear... 详细信息

针对国内某型160 km/h高速机车,归纳出4种典型的抗蛇行减振器布置方式,并通过SIMPACK建立机车动力学模型。以提高机车横向平稳性和蛇行稳定性为目标,采用基于全因子DOE方法对抗蛇行减振器阻尼、关节刚度和横向安装角进行优化,并利用Pearson相关性系数分析法研究抗蛇行减振器参数对机车横向动力学性能影响规律。研究结果表明:布置方式对机车横向动力学性能具有显著影响,当采用开口向外布置方式时,机车可实现较优的横向平稳性且可以通过调整横向安装角来消除前后司机室横向平稳性差异。此外,减小抗蛇行减振器阻尼和关节刚度有利于改善机车横向平稳性和蛇行稳定性,与布置方式无关;但横向安装角对横向动力学性能的影响受到布置方式的影响。

关键词：高速机车抗蛇行减振器布置方式横向平稳性蛇行稳定性

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