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一种基于能耗分析的高速动车组节能算法

铁道机车车辆 2024年第1期44卷 88-94页

作者：王皓北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

高速动车组在两个停车车站之间运行,如按照时刻表规定的运行时间计算的区间平均速度为目标速度,则必然晚点。如按照轨道设计限速运行,则必然早于时刻表到站。在这两个速度之间,存在一个“理想目标速度”能确保高速动车组准时到站。文中... 详细信息

高速动车组在两个停车车站之间运行,如按照时刻表规定的运行时间计算的区间平均速度为目标速度,则必然晚点。如按照轨道设计限速运行,则必然早于时刻表到站。在这两个速度之间,存在一个“理想目标速度”能确保高速动车组准时到站。文中通过建立并分析高速动车组的能耗模型,认为高速动车组的能耗方程是速度的3次方。因此,通过迭代算法找到的“理想目标速度”,就能同时满足高速动车组准点到站和能耗最低两大要求。通过仿真对比,证明该节能算法完全能满足这两大要求。

关键词：节能策略能耗分析迭代算法

基于分布式技术的动车组车载大数据存储与检索技术研究

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铁道机车车辆 2024年第1期44卷 100-107页

作者：扈海军中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

随着动车组的数据传输能力升级改造以及复兴号智能型动车组的上线运营,动车组监测项点数据快速扩充,如何高效、准确地对动车组的海量车载非实时数据进行存储、检索与查询,成为提升动车组车载数据管理和应用水平面临的一个挑战。文中提... 详细信息

随着动车组的数据传输能力升级改造以及复兴号智能型动车组的上线运营,动车组监测项点数据快速扩充,如何高效、准确地对动车组的海量车载非实时数据进行存储、检索与查询,成为提升动车组车载数据管理和应用水平面临的一个挑战。文中提出一种基于分布式技术的海量非实时数据地面系统架构,将各动车运用所的数据服务站点作为子节点,全路数据服务中心作为主节点,对具备时空属性的海量数据快速检索算法进行了研究,构建了一种支持分布式数据存储、检索及数据分析的架构,开发了原型系统,验证了解决方案的可行性和有效性。

关键词：动车组车载信息无线传输系统(WTDS) 动车组车载海量数据数据检索分布式系统架构

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高速动车组制动盘疲劳寿命模型研究及应用

铁道机车车辆 2024年第3期44卷 91-96页

作者：吕宝佳张臣焦标强蔡田杨广楠祝家祺北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

为掌握制动盘实际服役状态下的疲劳特性,从高速动车组铸钢制动盘材料本身的疲劳性能切入,对国内某厂家铸钢制动盘材料在不同温度、不同应力状态下进行了有限寿命疲劳试验研究,建立了制动盘材料温度—应力—疲劳寿命模型。基于研究建立... 详细信息

为掌握制动盘实际服役状态下的疲劳特性,从高速动车组铸钢制动盘材料本身的疲劳性能切入,对国内某厂家铸钢制动盘材料在不同温度、不同应力状态下进行了有限寿命疲劳试验研究,建立了制动盘材料温度—应力—疲劳寿命模型。基于研究建立的制动盘疲劳寿命模型,为制动盘在不同服役工况提供可用次数参考。以坡道线路上进行一次紧急制动工况为算例,对铸钢轴装制动盘温度和热应力进行仿真分析,获得该工况下制动盘可用次数。

关键词：制动盘温度—应力—疲劳寿命模型制动可用次数

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轨道车辆制动产品橡胶件加速寿命试验研究

铁道机车车辆 2024年第1期44卷 55-60页

作者：王瑞金哲金宇智韩海山郑林祺樊贵新邵林北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

根据橡胶件在制动产品中的实际工作状态分析了橡胶件的失效机理,确定了影响使用寿命的特征参数,结合橡胶样件的阿累尼乌斯模型建立某种配方橡胶件的加速寿命模型,研究了一定应力下的高温加速寿命试验方法,并以空重阀橡胶件为例,进行了... 详细信息

根据橡胶件在制动产品中的实际工作状态分析了橡胶件的失效机理,确定了影响使用寿命的特征参数,结合橡胶样件的阿累尼乌斯模型建立某种配方橡胶件的加速寿命模型,研究了一定应力下的高温加速寿命试验方法,并以空重阀橡胶件为例,进行了高温加速寿命试验。研究结果表明,高温加速因子的确定方法具有可操作性,能有效验证制动产品橡胶件使用寿命。

关键词：制动产品橡胶件加速寿命试验高温加速因子

原位生长SiC晶须对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能影响

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铁道机车车辆 2024年第2期44卷 61-66页

作者：齐冀北京纵横机电科技有限公司北京100094 中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081

采用聚合物浸渍热解(PIP)技术向C/C-SiC复合材料纤维束内引入了SiC晶须(SiC_(W)),然后结合化学气相渗透(CVI)和液硅渗透(LSI)法制备了C/SiCW-C-SiC复合材料,系统研究了原位生长SiCW的物相组成及典型微结构特征,在不同制动初速度下测试了... 详细信息

采用聚合物浸渍热解(PIP)技术向C/C-SiC复合材料纤维束内引入了SiC晶须(SiC_(W)),然后结合化学气相渗透(CVI)和液硅渗透(LSI)法制备了C/SiCW-C-SiC复合材料,系统研究了原位生长SiCW的物相组成及典型微结构特征,在不同制动初速度下测试了C/SiC_(W)-C-SiC复合材料的摩擦磨损性能,结果表明:引入SiC_(W)后,对平均摩擦系数和瞬时摩擦系数影响较小,摩擦性能未发生明显变化,中高速制动时,C/SiC_(W)-C-SiC的磨损率相比于C/C-SiC可降低20%~60%。

关键词： SiC晶须 C/C-SiC 微结构摩擦磨损性能

基于CAN通信和UART通信的ECU板卡程序升级方案设计

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铁道机车车辆 2024年第3期44卷 105-112页

作者：王霖崔冬冬杨帆付波高吉磊中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

为实现电子控制单元内的板卡程序可靠升级,将MCU的存储区进行分割,设置了程序备份区域。介绍了基于统一诊断服务UDS协议和CAN通信的启动加载程序Bootloader升级板卡程序的方案,并在此基础上设计了基于Ymodem协议UART通信的在线程序升级... 详细信息

为实现电子控制单元内的板卡程序可靠升级,将MCU的存储区进行分割,设置了程序备份区域。介绍了基于统一诊断服务UDS协议和CAN通信的启动加载程序Bootloader升级板卡程序的方案,并在此基础上设计了基于Ymodem协议UART通信的在线程序升级方法。该方法利用MCU支持边读边写功能,通过在应用程序里增加程序下载任务,使用Ymodem协议接收程序,并将程序烧写至备份区内,待板卡再次上电后,利用Bootloader将备份区内的程序搬运至程序运行区内,实现程序的更新。为降低程序下载任务对其他任务的影响,减少CPU的占用时间,程序下载任务通过直接存储器访问DMA方式获取串口数据,同时通过在任务中增加延迟防止其他任务被长时间挂起。

关键词：统一诊断协议启动加载程序 Ymodem协议直接存储器访问

基于EMD能量熵的受电弓滑板振动特性分析与诊断

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铁道机车车辆 2024年第4期44卷 106-112页

作者：田亮尹彦宏刘寅秋王志良中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京100081 北京纵横机电科技有限公司北京100094

结合检测数据,对高速运行下受电弓滑板振动特性进行研究,提出了基于经验模态分解(EMD)的滑板异常振动诊断方法。首先,开展国内外弓网振动评价体系研究。其次,通过分析线路试验数据,得出高速运行时DSA380型受电弓滑板垂向加速度能量主要... 详细信息

结合检测数据,对高速运行下受电弓滑板振动特性进行研究,提出了基于经验模态分解(EMD)的滑板异常振动诊断方法。首先,开展国内外弓网振动评价体系研究。其次,通过分析线路试验数据,得出高速运行时DSA380型受电弓滑板垂向加速度能量主要集中在278、550 Hz附近,且振动主频为278 Hz。通过ANSYS计算滑板垂向第3、5阶模态频率为279.65、531.47 Hz,与线路试验结果相近。该结果反映我国弓网振动评价体系主要表征受电弓碳滑板的弹性振动,且DSA380型受电弓滑板高速运行时振动响应主频为滑板3阶模态频率。最后,应用经验模态分解对振动数据进行自适应分解得到若干本征模态函数(IMF)。当滑板异常振动时,能量集中分布于滑板3阶模态频率处,能量熵较正常状态大幅减小,因而可采用能量熵作为评价指数,评判滑板工作状态。

关键词：滑板振动特性弹性形变模态分析经验模态分解(EMD) 能量熵

多层球形二次电子测量装置的栅网电子透过率仿真研究

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航天器环境工程 2024年第2期41卷 219-224页

作者：刘斯盛陈宝华齐鑫彭卫平杜嘉余马彦昭张涛武汉大学动力与机械学院武汉430072 武汉晴川学院机电工程学院武汉430204 北京卫星环境工程研究所北京100094

精确测量材料的二次电子发射系数(SEY)对研究航天器表面材料充放电具有重要意义。在二次电子测量装置中,栅网电子透过率是影响材料SEY测量精度的重要参数。文章通过仿真计算对一种多层球形SEY测量装置中影响栅网电子透过率的因素进行研... 详细信息

精确测量材料的二次电子发射系数(SEY)对研究航天器表面材料充放电具有重要意义。在二次电子测量装置中,栅网电子透过率是影响材料SEY测量精度的重要参数。文章通过仿真计算对一种多层球形SEY测量装置中影响栅网电子透过率的因素进行研究,并对栅网网格参数进行优化。结果表明:栅网偏压对栅网电子透过率的影响较小;栅网网格参数是影响栅网电子透过率的主要因素,栅网线径为0.025 mm、格线间距为1 mm时栅网电子透过率达到最大。研究可为优化SEY测量装置设计提供参考。

关键词：二次电子测量二次电子发射系数栅网电子透过率仿真计算

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基于多模式硬件在环试验台的防滑系统仿真试验方法

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铁道机车车辆 2024年

作者：周军齐政亮樊贵新蔡田张洋中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所北京纵横机电科技有限公司

为减少轨道试验次数，降低成本以及提高安全性，通常采用仿真试验来代替轨道试验对防滑系统进行功能和性能测试。按照防滑标准的要求建立了基于多模式“硬件在环”的防滑仿真试验台，主要由仿真计算单元、气动模拟单元、轴速模拟单元、... 详细信息

为减少轨道试验次数，降低成本以及提高安全性，通常采用仿真试验来代替轨道试验对防滑系统进行功能和性能测试。按照防滑标准的要求建立了基于多模式“硬件在环”的防滑仿真试验台，主要由仿真计算单元、气动模拟单元、轴速模拟单元、信号处理单元等组成。通过对轴速模拟单元和气动模拟单元的真件和仿真模型切换可获得试验台的不同模式结构。基于Simulink平台设计并开发了模块化、参数化的防滑仿真模型，可以完整地表示防滑试验过程中的黏着条件、车辆参数、轨道坡度等条件。按照仿真试验流程，在防滑仿真试验台上开展了低黏着条件下的防滑仿真试验，与相同条件下的轨道试验相比，仿真试验结果满足精度要求，验证了防滑仿真模型及仿真试验方法的有效性和可靠性，为防滑系统研发、测试以及认证提供了有效的试验手段和技术支持。

关键词：多模式硬件在环防滑保护仿真计算单元黏着模型