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磁流变阻尼器改进型多项式建模及其半主动控制应用

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铁道机车车辆 2024年第3期44卷 63-71页

作者：张祥光程俊吴国颂钟晓波姚远西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 中车株洲电力机车有限公司转向架研发部湖南株洲412001

针对磁流变阻尼器动态建模中存在的模型复杂、拟合精度差、计算速度慢等问题,文中提出一种改进型“速度分级多项式模型”。该模型在传统多项式模型的基础上加入两个速度切换点,在不同速度段分别采用不同函数进行拟合,从而在保证模型拟... 详细信息

针对磁流变阻尼器动态建模中存在的模型复杂、拟合精度差、计算速度慢等问题,文中提出一种改进型“速度分级多项式模型”。该模型在传统多项式模型的基础上加入两个速度切换点,在不同速度段分别采用不同函数进行拟合,从而在保证模型拟合精度的同时,有效避免了Runge振荡现象,也适当提高了计算速度。以RD-8040-1型号阻尼器为对象,对其进行特性测试和模型参数辨识。将该模型替换CRH3高速动车组二系横向减振器,采用开关天棚阻尼控制策略实现高速动车组二系悬挂的横向半主动控制整车动力学仿真,仿真模型中考虑到磁流变阻尼器卸荷、响应时滞等实际特性。结果表明,基于磁流变阻尼器的二系悬挂半主动控制能有效抑制高速列车的横向振动,与被动悬挂相比,在速度300 km/h直线运行工况下,车体横向加速度幅值谱最大幅值和加速度均方根值分别下降38.1%和37.6%。

关键词：高速列车磁流变阻尼器半主动控制多项式模型时滞

时速120 km地铁快线空气动力学试验研究

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铁道科学与工程学报 2024年第3期21卷 1156-1167页

作者：陈勇李杨左建勇梁习锋同济大学上海201804 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

为探明设计时速120 km快速地铁列车在多区段桥隧衔接线路运行时的气动效应和气密性能,采用实车试验的方法,在武汉某多区段桥隧衔接地铁快线对某4车编组的新研A型密封性地铁列车开展空气动力学测试。实验测试系统采用LL-250-15A型Kulite... 详细信息

为探明设计时速120 km快速地铁列车在多区段桥隧衔接线路运行时的气动效应和气密性能,采用实车试验的方法,在武汉某多区段桥隧衔接地铁快线对某4车编组的新研A型密封性地铁列车开展空气动力学测试。实验测试系统采用LL-250-15A型Kulite压力传感器,通过测量列车外部和内部的瞬态压力变化,分析全线路车外压力波动特性,对比沿列车长度方向不同测点位置的压力变化幅值,并分析不同空调状态下的车内压力舒适性。经过3次实验测试分析,该实验的结果具有可重复性。研究结果表明:全线路运行时,列车在隧道段内加减速导致车外压力变化幅值明显大于高架段,气动效应最恶劣的位置为地下段人防门变截面处,列车上行通过该处时车外任意3 s内压力变化幅值为1 071 Pa,下行通过该处时车外任意3 s内压力变化幅值为905 Pa;相对于下行线全线路,上行线车外任意3 s内压力变化幅值大18.3%;列车正线运营时压力波保护阀会在压力变化剧烈区段进行动作响应,列车上行时,空调开启、压力波保护阀正常启用状态下,车内任意3 s内压力变化幅值相对于压力波保护阀打开未启用时减少了16%,下行时,减少了28%,空调压力波保护阀能够有效降低车外压力波动对车内气压变化的影响。本文研究成果可为快速地铁线路设计、地铁列车运营及地铁气密性优化提供参考依据。

关键词：地铁快线桥隧衔接实车试验压力波气密性

北马其顿时速140km内燃液力传动铰接动车组

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铁道机车与动车 2024年第2期 1-6,I0001页

作者：陈喜红陈爱军魏晓斌付江英颜志军范丽冰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

介绍了我国通过欧洲TSI认证、出口到北马其顿、适应低站台的时速140 km铰接式内燃液力传动动车组的整体结构、总体性能参数,以及内燃液力传动、电气、转向架、制动、机械、车内环境控制等主要系统及部件的结构、性能或技术特征,型式试... 详细信息

介绍了我国通过欧洲TSI认证、出口到北马其顿、适应低站台的时速140 km铰接式内燃液力传动动车组的整体结构、总体性能参数,以及内燃液力传动、电气、转向架、制动、机械、车内环境控制等主要系统及部件的结构、性能或技术特征,型式试验结果表明,整个动车组符合TSI指令和指令中所引述的相关欧盟技术标准。

关键词：内燃铰接式动车组 TSI认证低站台性能特征内燃液力传动系统转向架

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摇枕气室焊接盖板压力变形研究

金属加工（热加工） 2024年第4期 110-117页

作者：高燚吴建伟郭廷银中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001

对摇枕结构及其功能进行简单介绍,并针对生产过程中摇枕气室进行水压、气压试验时盖板凸起变形问题,从气室盖板材料成分、力学性能、现场焊接质量影响因子及设计结构等方面进行分析。通过试件进行理化分析以及力学试验;借助薄板理论,对... 详细信息

对摇枕结构及其功能进行简单介绍,并针对生产过程中摇枕气室进行水压、气压试验时盖板凸起变形问题,从气室盖板材料成分、力学性能、现场焊接质量影响因子及设计结构等方面进行分析。通过试件进行理化分析以及力学试验;借助薄板理论,对气室盖板进行受力分析;同时,根据边界条件,对气室盖板进行ANSYS模拟计算。确定盖板变形产生的根本原因,进而完成摇枕附加气室结构优化,从而解决摇枕附加气室进行压力试验过程中凸起变形的问题,使产品性能有了更好的保证。

关键词：转向架摇枕焊接气密性试验变形模拟 ANSYS 薄板理论

畸形波浪环境下的埋首式无人艇水面运动特性研究

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上海交通大学学报 2024年

作者：巩超侯远杭张宇骐刘殿勇万跃进中车株洲电力机车研究所有限公司大连海事大学船舶与海洋工程学院

船舶在遭遇畸形波浪时，瞬间的冲击会使波浪载荷急剧变化，严重时甚至会造成船舶倾覆。为探究能有效抵御异常波浪冲击的特种船型，本文以一型对极端海况下高强度波浪载荷具有优良适应性的埋首式无人艇为研究对象，分析了其在多种波浪环... 详细信息

船舶在遭遇畸形波浪时，瞬间的冲击会使波浪载荷急剧变化，严重时甚至会造成船舶倾覆。为探究能有效抵御异常波浪冲击的特种船型，本文以一型对极端海况下高强度波浪载荷具有优良适应性的埋首式无人艇为研究对象，分析了其在多种波浪环境下的运动特性。首先基于雷诺平均Navier-Stokes方程（RANS），考虑了不同波幅的五阶Stokes波、畸形波对无人艇水面运动的影响；其次使用DFBI模型对船舶纵摇和垂荡两个自由度的运动进行分析；再次对仿真结果进行可视化处理，分析了船体表面压力、总阻力、运动响应和载荷特性。结果发现：随着波幅增加，埋首式无人艇的波浪载荷增大，运动响应更加剧烈；与五阶Stokes波相比，无人艇在畸形波中的波浪载荷更小，对船体结构安全具有较好的保护性，原因在于埋首式无人艇艏部集合了锥形船艏与球鼻艏的优势，对流经船艏的波浪产生了分散、分割的效果，有效抑制了波浪的冲击力，保证了无人艇在极端海况的航行安全。本研究的结果可为埋首式无人艇在畸形波等极端海况下的安全航行提供技术支撑。

关键词：畸形波埋首式无人艇波浪载荷数值模拟

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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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考虑大变形的柔性风电叶片气弹性分析

太阳能学报 2024年第2期45卷 143-151页

作者：王泽栋王靛漆良文陈严黄志鸿中车株洲电力机车研究所有限公司株洲412000 中国科学院工程热物理研究所北京100049 汕头大学智能制造技术教育部重点实验室汕头515063

针对超长柔性风电叶片在传统线性(小变形)条件下发生动力学分析失效的问题,提出考虑大变形结构的柔性叶片模型并进行气动弹性分析。首先将叶片简化成非均匀悬臂梁,利用大变形Euler-Bernoulli梁模型进行离散化建模;后结合叶素动量理论,... 详细信息

针对超长柔性风电叶片在传统线性(小变形)条件下发生动力学分析失效的问题,提出考虑大变形结构的柔性叶片模型并进行气动弹性分析。首先将叶片简化成非均匀悬臂梁,利用大变形Euler-Bernoulli梁模型进行离散化建模;后结合叶素动量理论,建立叶片的非线性结构动力学方程,并运用Newton-Raphson和逐步积分相结合的方式进行时域仿真。整个过程重点考虑大变形结构的刚度变化、以及柔性叶片截面扭转运动和外形变化。以DTU 10 MW风力机为算例,比较叶片在大变形和小变形结构下的动态气动特性,结果表明:动态响应中,大变形结构的刚度变化导致挥舞方向的叶尖位移明显增加,略微减小摆振方向的位移,同时叶尖扭角也会显著减小。此外,叶根面外载荷在大变形条件下会显著下降,但叶根面内载荷则会略微增加。这与传统线性条件下的气弹现象具有明显差异。该文的叶片模型能有效预测长柔叶片的动态气动特性。

关键词：风力机柔性叶片大变形结构气动弹性截面扭转

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某型低地板转向架构架结构设计及强度分析

装备制造技术 2024年第4期 147-149,168页

作者：王顺刘余龙吴才香李春中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412000

随着城市交通压力不断增大和对城市生态环境要求日益提高,具备优化城市公共交通服务系统、符合生态城市要求、舒适性高且建设成本低等多重优点的低地板轻轨车辆逐渐成为城市公共交通的主要方式之一。转向架是低地板轻轨车辆中的关键组... 详细信息

随着城市交通压力不断增大和对城市生态环境要求日益提高,具备优化城市公共交通服务系统、符合生态城市要求、舒适性高且建设成本低等多重优点的低地板轻轨车辆逐渐成为城市公共交通的主要方式之一。转向架是低地板轻轨车辆中的关键组成部分,构架又是转向架中最核心的子部件。因此,在研制低地板轻轨车辆时,转向架构架的结构设计以及满足结构强度的要求显得尤为重要。该文以某型低地板轻轨车辆的转向架构架为研究对象,根据该型低地板轻轨车辆的总体设计参数和现有生产工艺条件进行相关结构设计,解决驱动装置安装座悬臂过长等技术难点。利用HYPER-MESH及ANSYS有限元分析软件模拟转向架构架的实际受力情况并建立适当的有限元计算模型,根据EN 13749及TB/T 3549等标准进行强度分析和模态分析,确保该型低地板转向架构架结构强度满足使用需求。

关键词：低地板转向架构架结构设计强度分析

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