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面向轨道车辆车体表面质量的检修工艺技术

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 199-203页

作者：郑立薛萍陈俊曾力荣熊旭石付广中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]针对人工对轨道车辆车体表面进行打磨作业后,油漆缺陷部位需进行找补时,因车辆运用环境不确定性及车体表面油漆失效程度不同,导致表面检修作业过程难以管控,且工艺不稳定等问题,需研究面向轨道车辆车体表面质量的检修工艺技术。[... 详细信息

[目的]针对人工对轨道车辆车体表面进行打磨作业后,油漆缺陷部位需进行找补时,因车辆运用环境不确定性及车体表面油漆失效程度不同,导致表面检修作业过程难以管控,且工艺不稳定等问题,需研究面向轨道车辆车体表面质量的检修工艺技术。[方法]建立轨道车辆车体打磨机器人工艺系统,采用视觉传感器依据车体表面打磨路径获取表面油漆黄斑、划痕、脱落等缺陷并进行图像处理;变换为油漆缺陷区域中心坐标,运用“九点法”对机器人进行手眼标定并求出变换矩阵;将图像采集的中心坐标转化为机器人工作空间坐标,以路经最短原则运用改进自适应遗传算法对机器人坐标进行路径优化;形成机器人车体表面缺陷打磨最优路径。[结果及结论]该系统能够根据获取图像自动提取缺陷区域中心坐标,并转化为机器人工件坐标系内的末端移动坐标,通过改进自适应遗传算法优化机器人缺陷打磨路径,改善人工作业效率的同时提升车体表面质量检修工艺稳定性。

关键词：轨道车辆图像处理遗传算法路径优化

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列车火灾隐患分析研究和应用

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 82-86页

作者：冷映丽薛淑胜霍佳敏中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]火灾事故是地铁运营中主要的安全事故,为将火灾隐患降低至可接受水平,确保列车的安全运行,特进行本研究。[方法]将EN 50126-2:2017《铁路应用-可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)的规范和证明第2部分系统安全方法》的安全分... 详细信息

[目的]火灾事故是地铁运营中主要的安全事故,为将火灾隐患降低至可接受水平,确保列车的安全运行,特进行本研究。[方法]将EN 50126-2:2017《铁路应用-可靠性、可用性、可维护性和安全性(RAMS)的规范和证明第2部分系统安全方法》的安全分析方法应用在城市轨道交通车辆火灾隐患分析中;通过对着火源和易燃物的识别,建立各系统火灾隐患清单;结合HAZOP(危险与可操作性分析)法,对导致火灾发生的部件进行详细分析,并识别火灾发生原因;在车辆设计中对不同场景进行火灾隐患识别,提出减轻措施,并跟踪管理风险解决措施直至风险降低到可接受的水平。[结果及结论]将地铁车辆火灾隐患分析中识别出的火灾区域,应用至火灾仿真分析场景方案中,通过仿真结果对地铁车辆火灾隐患区域进行了再次修正,并将研究结果应用至火灾报警系统设计中,能够更加合理布置火灾报警探测。

关键词：地铁运营火灾隐患风险评估着火源易燃物

基于滑模和径向基函数神经网络的城市轨道交通列车速度跟踪控制算法

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 73-77页

作者：梁化典洪天华高琦中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]针对城市轨道交通列车运行控制系统中传统ATO(列车自动运行)速度控制算法在速度跟踪控制方面存在的控制精度不高和抗扰动性差的问题,提出了一种新的速度控制算法来提高控制精度。[方法]首先,建立了列车运行的单质点动力学方程,针... 详细信息

[目的]针对城市轨道交通列车运行控制系统中传统ATO(列车自动运行)速度控制算法在速度跟踪控制方面存在的控制精度不高和抗扰动性差的问题,提出了一种新的速度控制算法来提高控制精度。[方法]首先,建立了列车运行的单质点动力学方程,针对牵引和制动系统在执行指令时存在的时滞现象设计了时延补偿模块;其次,在控制器设计部分采集速度和位置误差建立滑模切换函数,并通过微分方程推导建立滑模控制器;最后,为了抑制滑模控制器固有的抖振现象,将其输出的切换控制量采用径向基神经网络进行目标训练从而优化控制器。[结果及结论]基于徐州地铁3号线二期改造列车参数在Matlab软件上进行仿真试验,其仿真结果证明该算法保证了列车在运行过程中,控制器输出的速度可以更高效精确地跟踪给定的推荐速度曲线。

关键词：城市轨道交通列车 RBF神经网络滑模控制速度跟踪

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露天矿场无人驾驶自卸车路径规划方法研究

煤炭科学技术 2024年第8期52卷 182-191页

作者：黄佳德刘勇邓穆坤梅文庆株洲中车时代电气股份有限公司湖南株洲412001

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clot... 详细信息

针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clothoid曲线代替传统圆弧进行拓展,以保证混合A*搜索路径的曲率连续性和曲率变化率限制要求。然后,利用左行规则改进混合A*算法累加代价和启发代价,在累加代价中加入左转代价和碰撞吸引代价保证路径向左和沿地图边界左侧进行规划,在启发代价中根据拓展方向与地图边界最近点的左右位置关系调整拓展代价得到利于左行的启发代价图,以生成左行全局粗略路径。最后,结合二次规划技术,以离散点对角向量模最小化为目标函数,坐标轴方向移动量为约束,构建平滑优化模型,对全局路径进行平滑,同时为防止平滑过程中曲率超限超出车辆转向响应能力,利用大曲率点可行域隧道缩减技术,限制大曲率点平滑可移动量。试验结果表明:所提方法可以生成适应矿区左行规则的沿地图左侧边界行驶的全局路径;启发代价的改进有效地减少了混合A*算法拓展的节点数量,有利于更好实现左行;离散点路径平滑方法有效提高了全局路径的平滑度,利于车辆控制跟踪;Clothoid曲线拓展与可行域隧道缩减技术可有效应对装载、卸载等大曲率路径,不存在曲率超限情况;对比不同长度路径规划耗时数据,路径平滑算法有效降低了路径规划的总耗时,4 km路径平滑耗时只需76 ms;左行规划的实现和总耗时的减少提高了路径对于矿区场景的适应性。

关键词：露天矿场无人驾驶自卸车路径规划 Clothoid曲线拓展左行混合A*算法离散点平滑

城市轨道交通车体表面油漆检修机器人技术可行性研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 134-137,143页

作者：张凤丽郑立丁朝奉中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]由于城市轨道交通车辆在大修过程中对车体表面油漆进行清洁、打磨和抛光时的作业时间较长,而人工操作打磨机抛光时因打磨力分布不均易造成漆面损伤,降低了车体表面检修质量。而采用机器人打磨可缩短车体打磨作业时间且技术成熟,... 详细信息

[目的]由于城市轨道交通车辆在大修过程中对车体表面油漆进行清洁、打磨和抛光时的作业时间较长,而人工操作打磨机抛光时因打磨力分布不均易造成漆面损伤,降低了车体表面检修质量。而采用机器人打磨可缩短车体打磨作业时间且技术成熟,性能稳定,并能够满足绝大部分生产需求。因此,有必要对城市轨道交通车辆车体表面油漆检修机器人技术进行可行性研究。[方法]依据车体侧墙结构参数适配机器人构型,通过机器人代替现有人工打磨作业;在机器人末端安装力传感器夹持打磨工具进行作业,将力传感器采集数据作为输出并反馈至机器人运动关节坐标,以确保车体表面抛光打磨力基本稳定;通过仿真计算机器人工作空间并依据车体结构加装机器人外轴,可满足实际作业需要。[结果及结论]机器人技术运用至城市轨道交通车辆车体表面油漆质量检修工艺能够符合城市轨道交通车辆车体侧墙结构特征;在减少作业人数、满足现场车体侧墙打磨区域全覆盖需求的同时,通过引入力传感器的打磨工具,预计可提升车体表面打磨、抛光质量,满足现场工艺稳定性要求,并提升产线自动化率。

关键词：城市轨道交通车辆机器人技术表面质量路径规划

大型永磁同步电机内外双循环强化散热性能模拟

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湖南大学学报（自然科学版） 2024年第6期51卷 195-203页

作者：彭德其曾航张治坤殷伟晏才松李广谭卓伟张建平湘潭大学机械工程与力学学院湖南湘潭411105 湖南化工职业技术学院湖南株洲412000 中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412000

针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题,在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道,并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构,探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部... 详细信息

针对高铁大型永磁同步牵引电机转子区域散热困难、内部温升分布不均匀的问题,在机壳水冷电机结构基础上的定子铁芯外表面处增设轴向矩形风道,并结合气隙、转子减重孔形成内外双循环散热结构,探究降低定子、绕组部位温升和提升电机内部散热均匀性的影响规律.首先通过Ansoft Maxwell平台仿真得到双循环散热结构在额定工况下各部件损耗值,同时为了更好模拟转子旋转带动气隙中的空气流动,对气隙进行分层处理,采用流-固耦合的有限元分析法模拟研究单、双循环散热结构下电机内部空气流动特性以及温升规律.结果表明,内循环风冷结构使电机内部空气流速显著提高,表面平均换热系数也显著提升,转子区域的热量会随着空气的流动更多地传给温度相对较低的定子区域及机壳,同时减少热量向转子部位传递,从而使转子和永磁体的温升降低.在此基础上,采用正交分析法对矩形通风孔的截面积、数量、高宽比进行结构参数优化,并采用温升分布均匀性系数对电机进行温升评价,得到最优方案下电机最高温升相比单循环散热结构降低12.1K,电机整体温升分布均匀性提升16.54%.

关键词：永磁同步电机流固耦合强化散热流体场温度场风道

城市轨道交通车辆钛酸锂电池安全防护技术可行性研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 159-162,166页

作者：丁朝奉张凤丽赵正虎中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]锂离子电池的短路、热失控及由此引起的爆燃等安全问题已成为城市轨道交通车辆应用发展的瓶颈之一。因此,城市轨道交通行业急切需要对钛酸锂电池的安全防护技术进行研究,以确保城市轨道交通的正常运营与安全。[方法]通过电池单体... 详细信息

[目的]锂离子电池的短路、热失控及由此引起的爆燃等安全问题已成为城市轨道交通车辆应用发展的瓶颈之一。因此,城市轨道交通行业急切需要对钛酸锂电池的安全防护技术进行研究,以确保城市轨道交通的正常运营与安全。[方法]通过电池单体设计的选择、模组的设计与验证,以及电池管理系统的设计、充放电管理、故障管理、系统测试与验证、电池箱体仿真设计、试验验证及其他物理防护措施实施等方面进行分析,验证了钛酸锂电池在城市轨道交通上运用的安全防护可行性。[结果及结论]通过不同防护措施的实施,可将钛酸锂电池的短路、热失控及爆燃等的安全风险降至可控范围,从而确保钛酸锂电池作为备用及临时动力电源系统在城市轨道交通车辆上安全运用。

关键词：城市轨道交通车辆钛酸锂电池安全防护

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某铝盘地铁项目制动噪声原因分析

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 110-112,117页

作者：王芬吴旦鸣中车南京浦镇车辆有限公司南京211800

[目的]某项目制动盘在制动最后停车阶段产生较大噪声,造成的环境噪声污染影响到车辆段周围住户休息及乘客乘车舒适度,故需对其噪声形成的原因进行相关分析。[方法]选取1列典型噪声车,在其转向架夹钳吊耳和闸片托上安装振动加速度传感器... 详细信息

[目的]某项目制动盘在制动最后停车阶段产生较大噪声,造成的环境噪声污染影响到车辆段周围住户休息及乘客乘车舒适度,故需对其噪声形成的原因进行相关分析。[方法]选取1列典型噪声车,在其转向架夹钳吊耳和闸片托上安装振动加速度传感器;在夹钳上安装声音传感器,对其进行试验。根据不同工况下,对不同转向架发生噪声及夹钳振动频率的关系进行分析。[结果及结论]经过检测发现:噪声制动盘在制动时产生约300 Hz的振动,振动伴随着整个噪声过程;噪声原因为制动盘与夹钳在制动时产生共振导致。解决其噪声的方法:在制动过程中充分采用电制动,以减少气制动使用,使制动噪声降低;通过闸片倒角或更换制动夹钳固定螺栓等改变制动夹钳振动频率,降低制动盘与夹钳制动的共振。

关键词：地铁:噪声共振制动盘

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弯扭耦合长柔叶片颤振速度分析

太阳能学报 2024年第3期45卷 90-94页

作者：罗涛巫发明黄剑锋钟杰华旭刚中车株洲电力机车研究所有限公司株洲412001 湖南大学土木工程学院长沙410082

针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥... 详细信息

针对弯扭耦合叶片的颤振速度进行研究,提出基于FAST_v8结合非线性几何精确梁理论评估叶片颤振速度的分析方法,基于典型截面失稳机理验证该分析方法的准确性。以某80.74 m叶片为研究对象,分析空气密度、叶片重心弦向位置、扭转频率、挥舞频率等参数变化对颤振速度的影响。结果表明,该80.47 m叶片颤振速度随空气密度增大而减小;质心前移可有效抑制经典颤振;提高扭转频率可提升叶片的稳定性;挥舞频率位于0.2~0.4 Hz之间时较合适。

关键词：风电机组颤振速度经典颤振弯扭耦合叶片