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地铁列车地板铝型材结构参数的轻量化隔声特性影响研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 96-101页

作者：李拥军林维仁中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]轻量化和低噪声是当前轨道交通的发展趋势,实现地铁列车地板型材结构的轻量化低噪声设计对提高乘车舒适性具有重要意义。[方法]基于FE-SEA(有限元-统计能量分析)混合法建立地铁列车地板铝型材结构隔声特性预测模型,将仿真与测试... 详细信息

[目的]轻量化和低噪声是当前轨道交通的发展趋势,实现地铁列车地板型材结构的轻量化低噪声设计对提高乘车舒适性具有重要意义。[方法]基于FE-SEA(有限元-统计能量分析)混合法建立地铁列车地板铝型材结构隔声特性预测模型,将仿真与测试结果进行对比验证模型有效性,分析地板铝型材结构的筋板角度、筋板厚度、上下板厚度4个参数对其隔声特性的影响,并以质量定律的轻量化原则为判定标准对4个结构参数进行选择,确定优化结构,最终实现地板铝型材结构的轻量化声学优化。[结果及结论]结果表明,在所列举的铝型材结构参数优化结构中,选择筋板角度为47°、筋板厚度为2.0 mm、上板厚度为2.7 mm、下板厚度为2.7 mm时,单位面积结构质量减小1.18 kg/m^(2),整节车厢地板质量可减小约70.8 kg,而计权隔声量仅减小0.3 dB,其轻量化声学优化效果更好。可为地铁列车地板铝型材结构的轻量化降噪优化设计提供参考。

关键词：地铁列车地板型材结构 FE-SEA 轻量化质量定律隔声特性

基于柔性车体的地铁车辆垂向耦合振动规律研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 35-39,44页

作者：韦海菊王日艺中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]由于列车运行速度的提高和轻量化设计,使轮轨之间的动态作用力增大,从而使车辆中各部件之间振动加剧,严重影响着动力学性能,故需研究转向架与柔性车体之间的垂向耦合振动的规律。[方法]以某型号地铁车辆为研究对象,建立其包含柔... 详细信息

[目的]由于列车运行速度的提高和轻量化设计,使轮轨之间的动态作用力增大,从而使车辆中各部件之间振动加剧,严重影响着动力学性能,故需研究转向架与柔性车体之间的垂向耦合振动的规律。[方法]以某型号地铁车辆为研究对象,建立其包含柔性车体的刚柔耦合模型,通过相关测点的平稳性指数来研究车体结构模态与转向架悬挂模态之间垂向振动耦合关系。[结果及结论]结果表明,仅考虑车体一阶垂弯模态,当转向架的浮沉、点头频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,会引发柔性车体与转向架耦合共振现象,其中中部测点所受影响最大。仅考虑车体菱形变形模态和一阶扭转模态时,不会出现转向架与柔性车体耦合共振现象,但二者会受到轨道激扰共振效应现象的影响。考虑车体组合结构模态时,车体中部测点受一阶垂弯振型的影响最大,会发生柔性车体与转向架耦合共振现象;而转向架上方的车体测点则容易受到车体一阶扭转模态的影响,在部分速度级别下会发生模态共振效应。

关键词：地铁车辆刚柔耦合垂向耦合振动运行平稳性一阶垂弯

一种遗传算法的城市轨道列车节能控制策略研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 16-19,24页

作者：高琦梁化典漆林中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]城市轨道交通在运营过程中会产生大量能耗,其中列车运行的牵引能耗具有较大优化空间,因此亟需研究一种面向列车牵引节能的控车策略。[方法]首先,建立列车运行的动力学方程,并定义了列车运行过程的约束条件;其次,对列车牵引能耗优... 详细信息

[目的]城市轨道交通在运营过程中会产生大量能耗,其中列车运行的牵引能耗具有较大优化空间,因此亟需研究一种面向列车牵引节能的控车策略。[方法]首先,建立列车运行的动力学方程,并定义了列车运行过程的约束条件;其次,对列车牵引能耗优化策略进行分解建立目标函数,并基于遗传算法模型对列车运行能耗在不同区间分配和区间最优巡航速度进行求解;然后,通过遗传算法的交叉变异过程,得出节能效果最优的驾驶速度推荐曲线;最后,通过Matlab软件搭建仿真模型并采用真实的线路列车参数和运营数据,模拟列车的站间运行过程。[结果及结论]试验结果表明:基于遗传算法模型的控车策略相较于传统固定工况序列的控车策略,在牵引节能指标上有了显著提升。

关键词：城市轨道交通列车牵引能耗遗传算法节能控制

地铁车辆铸造零件铆接间隙类别的远场涡流检测方法研究

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城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 87-90页

作者：孟鹤夏宁魏培欣中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]铆接质量问题无法直观判断,通过采用远场涡流探伤检测方法,可检测铆接结构件内部质量缺陷,以期为产品质量检测提供理论和技术支撑。[方法]在不破坏工件的基础上进行铆接质量检测及判别间隙类型;针对轨道车辆铆接结构件的中板间间... 详细信息

[目的]铆接质量问题无法直观判断,通过采用远场涡流探伤检测方法,可检测铆接结构件内部质量缺陷,以期为产品质量检测提供理论和技术支撑。[方法]在不破坏工件的基础上进行铆接质量检测及判别间隙类型;针对轨道车辆铆接结构件的中板间间隙和铆钉孔间隙,分别开展了远场涡流检测试验;选取地铁车辆抗侧滚扭杆座与车体底架边梁铆接工作试件,开展了涡流探伤试验研究。[结果及结论]从三组实验结果可知:根据相位角的范围可区分铆钉与孔的间隙和板间间隙类别,孔间间隙的相位幅值范围为60°~90°,板间间隙的相位幅值范围为0~10°。

关键词：地铁车辆铆接远场涡流检测

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轨道交通车辆轮轴固死故障预测模型研究

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 171-174页

作者：洪旭陈美霞滑瑾中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]由于轮轴组装不当、检修时操作过激使轮轴出现凹凸面或作业时电腐蚀造成擦伤缺损等情况,均会加剧轨道交通车辆轮轴热轴、轮轴固死等异常故障的发生。如不及时处理,可能造成严重的行车事故。因此,有必要研究轨道交通车辆轮轴固死... 详细信息

[目的]由于轮轴组装不当、检修时操作过激使轮轴出现凹凸面或作业时电腐蚀造成擦伤缺损等情况,均会加剧轨道交通车辆轮轴热轴、轮轴固死等异常故障的发生。如不及时处理,可能造成严重的行车事故。因此,有必要研究轨道交通车辆轮轴固死故障预测方法及预防措施。[方法]以南京地铁S7号线列车出现轮轴固死故障为例,通过对列车监测数据的分析和挖掘,探究其潜在的相关性和周期性,为列车故障诊断提供依据;基于牵引模式,结合实时牵引电流、各架轴速、参考速度等信号进行大数据分析,建立轮轴固死故障预测模型;对轴承卡滞、轴内阻力增大及轴系老化导致性能下降等原因引起的轮轴固死现象进行判断,辨识其健康状态,实现对轮轴内部可能出现的一些老化、卡滞现象进行故障预测。[结果及结论]建立了轨道交通车辆轮轴固死故障预测模型;对列车实际运行数据进行分析,验证了该预测模型的可行性。但由于轮轴固死的样本数据很少,后续还需采用历史值结合新增值的方法进行在线学习,来提高模型预测的准确性。

关键词：轨道交通轮轴固死大数据分析预测模型安全运行

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

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地铁车辆可清洁式均匀送风道数值仿真分析

城市轨道交通研究 2024年第5期27卷 167-170,174页

作者：刘林林孙方李泉中车南京浦镇车辆有限公司南京210031

[目的]随着乘客对地铁车内空气品质和空调均匀送风的追求越来越高,有必要研究提高地铁车辆可清洁式送风的均匀性。[方法]采用CFD(计算流体动力学)法对送风道内气流组织进行数值模拟,优化风道内部结构,并制作了一套全尺寸送风道,进行空... 详细信息

[目的]随着乘客对地铁车内空气品质和空调均匀送风的追求越来越高,有必要研究提高地铁车辆可清洁式送风的均匀性。[方法]采用CFD(计算流体动力学)法对送风道内气流组织进行数值模拟,优化风道内部结构,并制作了一套全尺寸送风道,进行空调与风道配套试验。[结果及结论]各出风口数值模拟预测风量和试验实测风量整体变化趋势一致;增加隔板后,送风均匀性有较大改善,80%以上的出风口预测风量与试验风量之间偏差在15%之内,其余在15%~20%之间;同时,缓解了入风口相邻出风口的倒吸问题,从而验证了数值仿真计算的可靠性。

关键词：地铁车辆可清洁式均匀送风道数值仿真

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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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