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服役动车组动力学性能演变仿真研究

服役动车组动力学性能演变仿真研究

作者：郭志强北京交通大学

学位级别：硕士

本文基于铁科院重点项目“动车组修程修制研究—CR400BF转向架服役适应性研究”,通过调研CR400BF复兴号动车组转向架轴箱转臂节点、抗蛇行减振器等关键悬挂部件的运用现状,基于对轮轨型面、轴箱转臂节点、抗蛇行减振器动力学参数的测试... 详细信息

本文基于铁科院重点项目“动车组修程修制研究—CR400BF转向架服役适应性研究”,通过调研CR400BF复兴号动车组转向架轴箱转臂节点、抗蛇行减振器等关键悬挂部件的运用现状,基于对轮轨型面、轴箱转臂节点、抗蛇行减振器动力学参数的测试和预测,评估了CR400BF复兴号动车组运营里程延长至165万公里、330万公里的服役适应性。本文主要研究内容包括:(1)根据京沪线路CR400BF复兴号动车组拖车实际参数,使用Simpack构建CR400BF动车组参数化多刚体仿真模型。将构架和车体加速度实测与仿真数据对比,验证仿真模型的准确性。对动力学仿真时的各项参数进行详细说明。(2)通过对CR400BF动车组现场实测,获得关键悬挂部件和车轮型面参数数据,采用统计方法对关键悬挂部件动力学参数的实测数据进行分析,获得关键部件动力学参数的概率分布类型和范围以及随服役里程至145万公里的演变规律。并通过拟合0～20万公里的车轮实测型面对车轮进行磨耗预测,获得25万和30万公里车轮踏面磨耗外形。(3)构建Matlab和Simpack的联合仿真流程。采用Matlab软件修改Simpack的模型文件的参数值,再使用Matlab通过dos命令流调用Simpack求解器,对参数修改后的模型进行仿真计算。通过Matlab从Simpack结果文件里提取所需的动力学指标的时域数据,按照《GB/T 5599-2019动力学性能评定及试验规范》编写程序计算相关指标,获取最终能评价动力学性能的指标值。(4)通过仿真研究单项参数(转臂节点刚度、抗蛇行减振器刚度和阻尼、摩擦系数、轮轨型面)等比例变化时CR400BF复兴号动车组动力学性能变化,分析各参数变化对车辆稳定性的影响程度。摩擦系数和抗蛇行减振器刚度对动力学性能影响最明显。随着各参数的变化,同一参数不同指标之间,不同参数同一指标之间的变化趋势均不完全相同。(5)研究悬挂刚度和阻尼、轮轨几何参数等多项参数随机耦合变化时,CR400BF动车组服役145万公里时的服役适应性。CR400BF服役145万公里后,车辆动力学性能良好。各项指标均在安全和优秀限值内。脱轨系数、轮轴横向力、横向平稳性指标、构架横向加速度四个指标的统计分布直方图均呈钟形分布。(6)根据轴箱转臂节点、抗蛇行减振器动力学参数的演变规律,采用灰色预测模型对服役里程分别达165万公里、330万公里的CR400BF复兴号动车组转向架关键悬挂部件的动力学参数进行预测,使用165万公里实测和预测数据对灰色预测模型进行验证,进而研究CR400BF动车组在运营里程达165万公里、330万公里的服役适应性。165万公里灰色预测模型径向刚度平均绝对误差百分比为9.72%,轴向刚度误差百分比为17.04%。165万公里,330万公里与145万公里,290万公里相比,关键动力学指标除最大值外,整体分布廓形一致,车辆性能变化较为稳定。图92幅,表15个,参考文献66篇。

关键词：修程修制车辆系统动力学参数预测随机参数

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京包客专呼东变电所无人智能化系统应用研究

京包客专呼东变电所无人智能化系统应用研究

作者：穆松林中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

我国高速铁路的迅速发展对牵引供电系统提出了信息化、自动化、智能化的技术要求,以保证列车安全、可靠、高效的运行。呼和局集团公司供电专业紧密围绕“强基达标、提质增效”主题,积极发挥专业作为和担当,紧紧抓住变电所无人化改造的时... 详细信息

我国高速铁路的迅速发展对牵引供电系统提出了信息化、自动化、智能化的技术要求,以保证列车安全、可靠、高效的运行。呼和局集团公司供电专业紧密围绕“强基达标、提质增效”主题,积极发挥专业作为和担当,紧紧抓住变电所无人化改造的时机,以标准化规范化建设为主线,提升设备质量,完善规章制度,强化运维管理,持续推进变电专业修程修制改革。论文结合呼和局集团公司管内首条运营高铁线路京包客专呼东变电所无人智能化改造工程。研究了变电站智能化技术及其在牵引变电站的适用性,具体研究过程及成果如下:获得了变电站智能化工作条件,调研分析牵引变电所结构及配套设施,对比了变电所升级改造前设备功能特性,提出针对性升级改造方案。研究了在保证原有牵引变电所承担各项输变电功能正常工作前提下,智能化无人变电所从管理制度到生产方式的相关配套规章的制定与实施方案。提出了京包客专线变电所智能化需求分析及配置建模方案,根据京包客专线变电所无法实现24小时实时监控问题,将变电所无人智能化系统从一体化监控功能、综合报警功能、联动控制功能、自动控制功能、视频监控功能、安全防范功能、环境监控功能、红外测温功能、火灾自动报警功能、通信接口功能、三维实景BIM模型11个子系统分别进行需求分析及配置建模。完成了典型变电所无人智能化系统的开发、测试、试验与应用,从变电所安全监控、智能软件角度出发,定义各环节能性、易用性、可拓展性、统一性、高可靠性原则,相较于传统变电所具有信息共享程度高、综合建设成本低、安全可靠、环境友好等优点。提出了智能化变电所运行维护管理依据,分析了影响主站设备稳定运行的各环境因素,明确维护人员日常巡检规定动作及主站系统启、停操作流程。研究维护通信网络设备方法,以及网络故障时应按照主站内部局域网络或主站同变电所构成外部局域网络等不同情况进行相应的应急处理流程等。研究为牵引变电所智能化提供依据和应用示范。

关键词：牵引变电所人工巡检智能巡检修程修制故障分析

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乌将铁路工务维修体制研究

乌将铁路工务维修体制研究

作者：王继峰中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

随着我国铁路运输行业的高速发展,铁路路网质量逐步优化,铁路运行速度和密度不断提高,从而对铁路线路设备的安全和质量、铁路线路平顺度提出了更高的要求,然而传统的铁路维修体系已不再适应现代化铁路运营维护管理的需要,因此如何制定... 详细信息

随着我国铁路运输行业的高速发展,铁路路网质量逐步优化,铁路运行速度和密度不断提高,从而对铁路线路设备的安全和质量、铁路线路平顺度提出了更高的要求,然而传统的铁路维修体系已不再适应现代化铁路运营维护管理的需要,因此如何制定合理的工务设备修程修制,提高铁路修理水平成为了铁路工务部门研究的重点问题。本文以乌将铁路工务维修模式作为研究对象,在广泛分析国内外铁路工务维修管理模式的基础上,归纳总结乌将铁路现有维修体制所存在的不足,并展开有针对性的研究。本文针对乌将铁路存在问题,主要对乌将铁路维修体制的改革进行了研究,其中重点研究了乌将铁路修程修制和组织结构的优化措施,在维修管理的改革上结合现阶段维修管理模式,提出检、养、修分开的维修管理模式,优化维修组织结构并明确各组织工作职责,推进维修作业专业化、标准化和机械化,提高天窗制度利用效率,多专业协同作业的维修管理模式。在此基础上,进一步提出单元修的维修模式,研究单元修的单元划分方法,设备单元状态评估方法以及单元修组织实施方法等内容,从而提高线路维修资源的利用效率,使维修模式更加科学、经济、合理。

关键词：乌将铁路修程修制管理模式单元修

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CJ6型动车组制动系统可靠性研究

CJ6型动车组制动系统可靠性研究

作者：袁杨景中国铁道科学研究院

学位级别：硕士

经过二十多年的高速发展,中国铁路在许多方面取得了重大突破,尤其是高铁动车组已经成为我国铁路走向世界的靓丽名片。动车组作为高速铁路系统的重要组成部分,目前已经发展到了可以根据不同运营需求和服务要求来设计和制造不同车型的定... 详细信息

经过二十多年的高速发展,中国铁路在许多方面取得了重大突破,尤其是高铁动车组已经成为我国铁路走向世界的靓丽名片。动车组作为高速铁路系统的重要组成部分,目前已经发展到了可以根据不同运营需求和服务要求来设计和制造不同车型的定制化发展阶段。如,CJ6型动车组就是为适应长株潭城际铁路开行需要专门设计制造的车型。作为一种新投入运用的车型,CJ6型动车组的修程修制主要由主机厂借鉴了其他相关车型检修运用经验而给定的,但从近3年CJ6型动车组检修运用情况来看,其修程修制存在系统研究支撑不足、部件级修程修制颗粒度不够均衡、现有修程修制优化方法缺乏研究支撑和调证等问题。本文综合运用故障数据统计分析、装备维修可靠性理论、系统可靠性分析方法等,对CJ6型动车组系统部件可靠性进行定量分析,根据可靠性分析结果与现有动车组车辆技术条件比较分析,实现动车组系统部件修程修制分析、调证。初步研究结论包括:(1)应用CJ6型动车组的运用检修实际数据,初步验证了系统可靠性理论分析方法在动车组修程修制优化研究中的可行性。(2)通过对2020-2022年间CJ6型动车组制动系统的故障数据分析,发现CJ6型动车组制动系统故障主要集中在供风装置和基础制动单元。(3)通过对CJ6型动车组供风装置和基础制动单元的故障分布进行数理统计分析发现:二者故障分布规律并不相同(其中,供风装置故障规律服从威布尔分布、基础制动单元服从指数分布)。(4)运用可靠性框图法呈现了CJ6型动车组各部件之间的可靠性关系,并发现在制动系统二级修最小间隔里程30000公里时,基础制动单元可靠性对制动系统的可靠性影响更大。当然,尽管本文已经应用了规范的数理统计分析方法和CJ6型动车组运用维修实际数据,对其制动系统的可靠性分布规律进行了初步研究,也初步明确了可靠性理论方法在动车组修程修制研究中的应用前景,但作为一个探索性研究,本研究也还存在着故障数据样本数量偏少、现场数据质量不高、维修策略优化建议不够深入具体等问题,这些都有待未来继续深入地研究。

关键词：动车组制动系统可靠性故障率故障规律修程修制

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关于铁路机车车辆健康管理与状态修的思考

中国机械工程 2021年第4期32卷 379-389页

作者：张卫华李权福宋冬利西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031

为了保障运行安全,减少铁路机车车辆维修成本,提高机车车辆的可用性,健康管理与状态修已经引起铁路机车车辆应用部门高度重视。对铁路机车车辆的修程修制发展进行了汇总,并对机车状态评估与分类的标准做出了合理的确定方式,将机车状态... 详细信息

为了保障运行安全,减少铁路机车车辆维修成本,提高机车车辆的可用性,健康管理与状态修已经引起铁路机车车辆应用部门高度重视。对铁路机车车辆的修程修制发展进行了汇总,并对机车状态评估与分类的标准做出了合理的确定方式,将机车状态分为基本状态、性能状态、安全状态三种。针对机车状态,根据已有研究经验,结合技术发展,提出未来机车车辆检测状态建议和注意事项。目前寿命预测存在诸多困难,基于机车状态和检测方法,指出了剩余寿命预测方案及修程修制改革方向,以期推动铁路机车车辆健康管理与状态修的发展。

关键词：机车车辆状态修健康管理寿命预测修程修制