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高寒动车组温变特性对运行性能的影响分析

西南交通大学学报 2023年

作者：祁亚运李龙石怀龙宋烨戴焕云西南交通大学牵引动力国家重点实验室包头北方创业有限责任公司重庆交通大学机电与车辆工程学院

高寒动车组长期服役环境随着温度变化较大，车辆悬挂元件参数和轨下参数其差异较大，具有很强的季节变化特性。为了探究高寒动车组中橡胶元件温变特性对运行性能的影响，首先建立高寒动车组多体动力学模型，分析不同温度下的车辆动力学... 详细信息

高寒动车组长期服役环境随着温度变化较大，车辆悬挂元件参数和轨下参数其差异较大，具有很强的季节变化特性。为了探究高寒动车组中橡胶元件温变特性对运行性能的影响，首先建立高寒动车组多体动力学模型，分析不同温度下的车辆动力学特性；然后利用Jendel磨耗模型分析了不同温度下的车轮磨耗特性；最后基于疲劳预测模型提出车轮表面疲劳因子。结果表明：温度的变化会改变悬挂参数的刚度和阻尼值，随着温度降低，悬挂参数刚度增大。低温状态下，动车组动力学性能整体下降。随着温度降低车辆磨耗都会增大，当运行20万里程后，其中-40℃下的磨耗深度最大，-40℃时车轮磨耗深度较20℃ 时增大6.2%。为了进一步分析车轮表面接触疲劳，基于车轮接触疲劳预测模型提出了车轮表面接触疲劳因子，随着温度降低，表面接触疲劳指数也逐渐增大，当温度分别为20℃，-20℃和-40℃下的车轮表面疲劳因子为6.4648e-4，6.615e-4，6.7885e-4。

关键词：高寒动车组温变特性轮轨接触车轮磨耗接触疲劳因子

抗蛇行减振器温变特性对铁道车辆动力学影响研究

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抗蛇行减振器温变特性对铁道车辆动力学影响研究

作者：陈仕祺西南交通大学

学位级别：硕士

随着铁路建设的深入,高寒地区冬季严寒、雨雪冰冻等严峻的运营环境,给高速动车组的运行带来很多问题和挑战,高寒地区动车组运行安全性和舒适性等问题已经成为世界高铁的一大难题。抗蛇行减振器作为车辆最关键的悬挂元件之一,对车辆蛇行... 详细信息

随着铁路建设的深入,高寒地区冬季严寒、雨雪冰冻等严峻的运营环境,给高速动车组的运行带来很多问题和挑战,高寒地区动车组运行安全性和舒适性等问题已经成为世界高铁的一大难题。抗蛇行减振器作为车辆最关键的悬挂元件之一,对车辆蛇行运动稳定性和车辆曲线通过性能均具有重要影响。本文针对高寒动车组用抗蛇行减振器的低温温变特性开展研究,主要工作和结论如下:首先,对抗蛇行减振器进行了低温环境下的动态特性试验,通过改进的动态特性计算方法研究了抗蛇行减振器的低温动态刚度、动态阻尼率和力-速特性的变化规律。试验结果分析发现:随着温度的降低,减振器的动态阻尼率和动态刚度均随之大幅增加,但是在-40℃时抗蛇行减振器出现“无力”现象,动态刚度和动态阻尼率急剧下降,减振器处于异常状态,减振器减振耗能的能力大幅降低。其次,分析了低温下液压油的关键物理性质,进行了液压油和阻尼元件的建模,在此基础上建立了抗蛇行减振器的低温动态特性仿真模型,结合低温环境下的减振器台架试验数据,分别从静态特性和动态特性两方面验证模型的准确性。静态特性数据对比验证了模型中的阻尼元件参数设置的准确性,结果表明模型能够准确地仿真减振器卸荷前后的滞回曲线特性和力-速特性;动态特性对比验证了液压油的低温模型能够较为准确地反映减振器在不同温度下的油液动态响应,可以准确的复现减振器在-40℃时的“无力”现象。为进一步研究高寒动车组在低温环境的动力学性能提供基础。再次,建立了抗蛇行减振器温升传热模型,结合温升试验输入实测位移激励进行验证,探究了减振器在实际运行过程中的温升情况和温升过程中阻尼力特性的变化规律。结果表明:当抗蛇行减振器两端输入车辆运行实测位移值时,减振器的温升速率很慢,且平衡温度(26.7℃)也不高,远小于输入正弦激励的温升情况,结合动车组在高寒地区的实际运行情况,其抗蛇行减振器两端的位移很小,并且运行时速较高,外界空气和减振器外壳的对流换热量很大,因此当“无力”现象出现时,抗蛇行减振器很难在运行过程中自行恢复,进一步表明研究抗蛇行减振器温变特性对车辆动力学影响是十分必要的。最后,在前文建立的抗蛇行减振器温变模型的基础上,利用Simulink作为数据交互的接口,建立了AMESim/Simulink/SIMPACK联合仿真模型;通过SIMPACK中的减振器力元建立了传统动力学仿真模型,通过仿真计算,对比分析了抗蛇行减振器低温动态特性对车辆的稳定性、平稳性及曲线通过性能的影响。仿真结果表明:传统动力学仿真无法体现极限低温环境下“无力”特性对车辆系统动力学的影响;联合仿真模型能准确地表现随着温度降低,抗蛇行减振器动态刚度和阻尼的增加,车辆的临界速度增加的趋势;当温度下降至-40℃时,抗蛇行减振器出现“无力”现象,此时车辆的临界速度大幅下降,横向平稳性也明显恶化,对曲线通过能力的影响不大。

关键词：低温环境抗蛇行减振器动态特性联合仿真车辆动力学温变特性

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不同吸热特征路面温变特性实验研究

太阳能学报 2011年第6期32卷 875-879页

作者：黄勇高青刘研张磊吉林大学热能工程系长春130025

针对新型道路热蓄能融雪化冰技术的道路太阳能集热过程中路面吸热性的温变作用开展实验研究,探索道路表面作用的太阳辐射吸热特性,并重点研究了沥青、特制涂黑、光滑和粗糙处理表面的道路的实验路板吸收太阳能辐射的温变特性。实验分析... 详细信息

针对新型道路热蓄能融雪化冰技术的道路太阳能集热过程中路面吸热性的温变作用开展实验研究,探索道路表面作用的太阳辐射吸热特性,并重点研究了沥青、特制涂黑、光滑和粗糙处理表面的道路的实验路板吸收太阳能辐射的温变特性。实验分析可知,表面温度波动较为剧烈4,种路面表现出明显的太阳能辐射吸收能力差别,特制涂黑表面路板具有最强的吸热能力,比其他3种材料分别高2.96%、18.42%和23.93%。研究表明。

关键词：太阳辐射道桥路面辐射吸收温变特性

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升船机承重梁温变特性及对停机影响分析研究

中国修船 2023年第2期36卷 52-56页

作者：孙一凡周新聪邢少鹏李然武汉理工大学船海与能源动力工程学院湖北武汉430063 武汉理工大学交通与物流工程学院湖北武汉430063 湖北东湖实验室湖北武汉430063 长江三峡通航管理局湖北宜昌443000

三峡升船机的变形及运行状态受气温影响,为探究升船机承重梁温度与变形的内在规律、气温对运行的影响程度及船厢合适的运行环境,文章以船厢底部主纵梁和安全机构横梁作为研究对象,对不同温度下多水位工况的承重梁变形情况进行仿真分析,... 详细信息

三峡升船机的变形及运行状态受气温影响,为探究升船机承重梁温度与变形的内在规律、气温对运行的影响程度及船厢合适的运行环境,文章以船厢底部主纵梁和安全机构横梁作为研究对象,对不同温度下多水位工况的承重梁变形情况进行仿真分析,根据三维扫描及历史故障数据验证有限元计算结果。结果表明:随着温度升高,主纵梁和安全机构横梁最大变形量的趋势为先降低、后升高,且主纵梁趋势点对应温度随水位增加而减小,安全机构横梁则与之相反。

关键词：升船机温变特性有限元三维激光扫描

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基于介电常数温变特性的食用油品质机理研究

传感技术学报 2017年第7期30卷 1006-1010页

作者：李红民田兆鹏郭立杨牟学成汪明山东建筑大学信息与电气工程学院济南250101

食用油在高温煎炸过程中会生成有害物质,对身体健康及食品安全产生影响。根据食用油温度变化对其介电常数的影响,设计基于介电常数温变特性的食用油品质分析系统。在电容传感器探头设计中,采用等位环和驱动电缆技术来避免边缘电场的影... 详细信息

食用油在高温煎炸过程中会生成有害物质,对身体健康及食品安全产生影响。根据食用油温度变化对其介电常数的影响,设计基于介电常数温变特性的食用油品质分析系统。在电容传感器探头设计中,采用等位环和驱动电缆技术来避免边缘电场的影响和寄生电容的产生。文中对3种食用油在32℃~150℃下进行加热检测,并对测量数据进行拟合分析,结果表明:3种被测食用油在不同温度下呈现不同介电特性,可用于分析和评价食用油的质量。

关键词：食用油品质温变特性介电常数电容传感器

基于ZnO薄膜光学温变特性的反射式光纤温度传感器

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中国激光 2011年第2期38卷 147-152页

作者：夏娟隋成华刘玉玲徐天宁浙江工业大学理学院应用物理系浙江杭州310023

基于ZnO薄膜吸收光谱的温变特性,设计了一种反射式光纤温度传感器。该传感器以镀于蓝宝石三棱镜面上的ZnO薄膜作为敏感材料,采用三棱镜、凸透镜和位于凸透镜焦点处的光纤端面相配合的结构以及相应的反射式光路。室温至500℃范围测试实... 详细信息

基于ZnO薄膜吸收光谱的温变特性,设计了一种反射式光纤温度传感器。该传感器以镀于蓝宝石三棱镜面上的ZnO薄膜作为敏感材料,采用三棱镜、凸透镜和位于凸透镜焦点处的光纤端面相配合的结构以及相应的反射式光路。室温至500℃范围测试实验表明,所设计的传感器的温度曲线线性拟合度达99.3%以上,灵敏度优于0.05 nm/℃。该传感器的理论测温范围可达10 K^1000 K,稳定性高,适用于实际工作环境中的宽温变范围温度测量。

关键词：传感器反射式光纤温度传感器 ZnO薄膜温变特性蓝宝石三棱镜

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抗蛇行减振器温变特性及对车辆安全性影响

现代制造工程 2018年第9期 11-15,133页

作者：洪从鲁可心萌徐腾养徐传波郭兆团郑州铁路职业技术学院机车车辆学院郑州450052 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

基于台架试验分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响(即温变特性),并模拟分析了抗蛇行减振器在实际工作服役过程中动态特性变化情况(即时域特性),借助于SIMPACK软件对抗蛇行减振器油液温度对车辆安全性影响进行了仿真分析。研究结... 详细信息

基于台架试验分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响(即温变特性),并模拟分析了抗蛇行减振器在实际工作服役过程中动态特性变化情况(即时域特性),借助于SIMPACK软件对抗蛇行减振器油液温度对车辆安全性影响进行了仿真分析。研究结果表明:随着油液温度升高,减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼均减小,油液温度对相位角影响不明显;低温(小于0℃)对减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼影响大于高温(大于0℃)对其影响。不论是低温还是常温,抗蛇行减振器在模拟时间5 h内,其动态特性变化不是很大。仿真结果表明抗蛇行减振器内部油液温度变化不会影响行车安全。

关键词：抗蛇行减振器温变特性时域特性车辆安全性

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抗蛇行减振器温变特性研究

机械设计与制造 2019年第6期 208-211,215页

作者：洪从鲁牛小伟徐腾养徐传波郑州铁路职业技术学院机车车辆学院河南郑州450052 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性的影响,比较了不同油液类型不同温度时对减振器动态特性的影响,并对抗蛇行减振器在工作过程中油液温变特性进行了研究。结果表明:随着油液温度的降低,减振器吸收的能量、动态阻尼和动态刚度越来越... 详细信息

分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性的影响,比较了不同油液类型不同温度时对减振器动态特性的影响,并对抗蛇行减振器在工作过程中油液温变特性进行了研究。结果表明:随着油液温度的降低,减振器吸收的能量、动态阻尼和动态刚度越来越越大,低温时油液温度对减振器动态特性影响大于高温时。不同油液类型对抗蛇行减振器动态特性影响非常大,A油液对温度敏感程度大于B油液;不论低温还是常温,减振器连续不断工作,短时间(140min)内温度有所上升,但由于散热快,上升都不是很大,温度随时间呈斜率增加式非线性增加,即温度上升越来越快。

关键词：抗蛇行减振器油液温度不同油液类型动态特性温变特性

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抗蛇行减振器温变特性及其对车辆稳定性影响

机车电传动 2017年第5期 48-51,97页

作者：高红星徐腾养池茂儒吴兴文郭兆团南京铁道职业技术学院机车车辆学院江苏南京210031 西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼... 详细信息

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。减振器在非正常工作温度范围内服役,2 h内温度和动态特性变化不明显,且减振器没有恢复到正常工作。仿真结果也表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出油液正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低。

关键词：抗蛇行减振器油液温度动态特性车辆稳定性温变特性