既有高速铁路提速条件下低频晃车特征及影响因素研究

针对某高速铁路列车在运营速度由200 km/h提升至250 km/h后,部分直线区段出现的车体横向低频晃动现象开展试验研究和仿真分析。首先对比分析提速前、后轨道动态检测数据在晃车区段和未晃车区段的时频特征以及乘坐舒适性,进而研究晃车区段的轮轨接触特性,通过建立车辆-有砟轨道动力相互作用模型,深入分析轮轨廓形、列车运行速度以及轨道平顺状态对高速铁路直线运行晃车问题的影响。研究结果表明：当列车提速至250 km/h后,晃车区段车体横向加速度出现明显周期性波动,振动频率为1.37 Hz,与提速前相比,车体横向加速度振动幅值增加了一倍,舒适性等级接近超限,乘坐舒适性明显降低;与采用CHN60&LMA廓形相比,采用实测轮轨廓形时的轮对蛇形运动加剧,轮对运动向一侧钢轨偏移,直接影响车体横向振动频率;列车运行速度提高后车辆系统响应对轮轨廓形的变化更为敏感,采用实测轮轨廓形,列车运行速度为250 km/h时的车体横向加速度谱峰较运行速度为200 km/h时的增大了1.6倍,较采用CHN60&LMA廓形时的增大了1.5倍;当列车提速至250 km/h后,轨道不平顺振动频率与轮对蛇形运动频...     

高速列车低频晃车在线检测及控制

结合先进信号检测技术和主动惯容元件,提出一种针对高速列车低频晃车的在线检测及控制方法。利用经验模式分解(EMD)和Hilbert变换对实测晃车信号进行特征提取,并定义谱能比为检测指标;在建立车辆横向动力学模型的基础上,采取主动惯容式车体控制策略。结果表明,非晃车段和晃车段的加速度谱能比相差55%,该方法对晃车信号有强分辨力;与传统悬挂相比,主动惯容式车体控制策略能显著降低晃车特定频段的频响幅值,车体振动加速度的均方根值降低了53%。     

提速线路轨道不平顺波长的动力仿真

基于耦合动力学理论,利用有限元方法建立了车辆-轨道耦合系统振动分析模型,输入不同截止波长的不平顺数据进行动力仿真计算,以确定轨道不平顺管理波长范围.高低不平顺主要影响车体的沉浮和点头运动,引起车体垂向加速度增大;轨向不平顺主要影响车体的侧滚和摇头,引起车体横向振动加速度增大.长波不平顺的影响主要体现在车体振动上,因此本文选定车体加速度作为确定不利波长的判定指标,对提速线路200km/h和250km/h速度下轨道不平顺波长管理的范围进行了探讨,并提出了提速线路轨道不平顺波长管理的建议.     

动车组列车车下设备悬挂参数对车体振动的影响分析

随着高速动车组技术的发展,车体的轻量化设计越来越被重视,但车体的轻量化设计会降低车体的整体刚度,从而会加剧车体及车下设备的振动.建立了考虑大质量车下设备及车体主要自由度的刚柔耦合车辆动力学模型,并利用模型分析了车下设备悬挂刚度对振动的影响.结果表明,车下设备悬挂系统的横向和垂向刚度的选择,应该从车体及车下设备振动两方面考虑,尽量避开加速度峰值.这种选取悬挂刚度的方法为工程应用提供理论参考.     

基于ANSYS的车体随机振动分析

本文应用ANSYS有限元分析软件对高速车车体进行随机振动频率响应分析,获得结构动态响应位移振动分布情况,并对发生最大位移振动的节点的振动特性进行PSD(功率谱密度)分析。随机振动所需的边界条件从在SIMPACK中建立的多刚体动力学模型获得,从而获取该车车体在一定工况下的动载荷历程,并通过快速傅立叶变换获得车体激励处的加速度功率谱。     

轨道交通线路全断面车载式动态检测系统研究

为及时掌握轨道交通线路全断面尺寸及发展趋势,提出了融合激光扫描测量和高精度惯性基准测量技术的车载式全断面检测系统方案.详细分析了如何利用车体运动模型和卡尔曼滤波算法建立精确的动态测量基准,对振动误差进行补偿,并借助数学仿真讨论了方案的可行性.     

铁路线路晃车的原因及防治措施

简述了铁路线路晃车的分类及其造成的危害，从管理和线路病害两个方面分析了造成线路晃车的原因，提出了有效预防线路晃车的关键是建立完善的线路质量监控机制，提高监控效率。     

扣件失效对地铁整体道床动力性能的影响

为研究扣件失效对地铁整体道床轨道及车体振动性能的影响,基于结构动力学理论建立地铁列车-整体道床(隧道衬砌)耦合分析模型,采用弹簧阻尼模拟土体,采用模态分析和Newmark法求解动力响应,研究列车速度、扣件失效数量和轨道不平顺对地铁车轨振动的影响。研究结果表明:扣件失效会加剧系统振动响应,对车体加速度影响较显著,但对钢轨位移和轮轨接触力的影响相对较小;列车速度对钢轨位移和邻近扣件反力的影响较小,对车体加速度和衬砌加速度影响显著;随着失效扣件数量增加,车体竖向加速度等系统动力响应增幅明显;在考虑轨道不平顺的情况下,扣件失效会加大钢轨加速度和衬砌加速度的振级,而车体竖向加速度可作为确定失效扣件位置的敏感指标;扣件失效会增大邻近扣件的受力,造成二次失效,影响乘客舒适性和周围环境振动,需要及时检修,保障地铁正常运行。     

基于负刚度的高速动车组二维动力吸振器研究

研究基于加速度的二维动力吸振器的理论模型,提出基于车体刚性振动的二维动力吸振器控制方法,设计同时吸收车体点头、浮沉振动的二维动力吸振器.针对二维动力吸振器安装所需低动刚度要求,利用碟形弹簧的负刚度特性,设计了用于安装二维动力吸振器的高静刚度低动刚度减振元件.建立高速动车组垂向动力学非线性模型,分析二维动力吸振器对车体振动的作用.研究结果表明,二维动力吸振器可以有效抑制车体浮沉、点头振动,提高运行平稳性.     

油气悬挂式履带车辆联合仿真建模与响应分析

为分析油气悬挂式履带车辆行驶过程中的动态特征,基于RecurDyn和MATLAB/Simulink搭建悬挂行走系统联合仿真模型.采用RecurDyn完成悬挂行走系统几何模型的构建及装配,在Simulink中实现油气悬挂弹性力和阻尼力的求解,通过数据交互的方式实现二者的联合求解.开展随机路面激励下的响应特性分析,分别观测负重轮加速度、油气悬挂受力、车体质心位移和加速度等响应曲线.结果表明:1号和6号负重轮上的加速度较大,且1号油气悬挂上的受力要明显大于其他油气悬挂;车体会从启动时的低频振动过渡到运行状态下的高频振动.研究结果可为悬挂行走系统的优化设计提供重要的参考依据.     

道岔惯性问题原因分析与整治

随着高速和重载列车的开行,线路周期性与随机性变化叠加引起线路晃车现象尤为突出,特别是道岔更为明显,控制线路晃车发生已成为日常养护维修工作中的一个重要内容。     

武广客运专线路基压实动态检测

目前,新建铁路客运专线路基压实检测速度较慢,对后续施工影响较大.结合武广客运专线路基压实过程,运用WS-5922数据采集仪和安装在振动压路机振动轮轴上的加速度传感器,实时采集碾压过程中压路机的振动加速度,分析振动压路机振动加速度与路基压实质量力学指标Ev2,K30,Evd之间的关系.研究表明,对B组填料,当振动平均加速度大于3 m/s2时,路基基床底层压实质量符合现行规范的指标要求,据此提出了基于振动压路机振动加速度的动态检测方法.     

基于振动加速度的神朔铁路轨道状态评价模型

神朔铁路是国家I级电气化重载铁路,目前神朔铁路上只有一种检查列车行驶过程中轨道状态的工具,即便携式添乘仪(简称添乘仪).与添乘仪配套的数据分析软件是主要分析处理振动加速度数据的工具.但该数据分析软件对振动加速度数据的分析不足,不能满足轨道精细化管理的需求.本文根据轨道状态管理需求分别在空间和时间维度上,建立了两个利用振动加速度数据评价轨道状态的模型:超限密集度模型和超限重复度模型.在神朔铁路运用一年来的结果表明:这两个模型能够更加客观和合理地评价轨道状态,有助于提高养护维修作业的效率和针对性.     

基于垂直加速度的平整度检测指标

根据车载式颠簸仪的垂直加速度检测结果,在垂直加速度均方差σ的基础上,提出了平均绝对偏差δ、平均绝对斜率k和单位面积值s等3个新的平整度检测指标,并与精密水准仪实测的国际平整度指数IRI之间进行了回归分析.研究结果表明,4个检测指标与IRI之间均呈良好的线性关系,均能合理地反映路面平整度.其中,k的精度最高,δ和s的精度基本接近,而σ的精度最差.因此,采用k作为车载式颠簸仪的平整度检测指标更为合理.     

沪宁线轨道不平顺谱的分析

对国外不平顺标准谱和我国轨道不平顺统计谱进行对比,根据沪宁线的线路不平顺检测数据进行谱分析,得出沪宁线的轨道不平顺谱与美国5级铁路的不平顺谱相接近,但方向不平顺谱值较大.利用相干函数分析轨道不平顺与车体垂向和水平振动之间的关系,得出垂向振动有两个主要振动频率,其中一个频率的振动与轨道不平顺相干度较高,车体水平振动加速度有一个振动主频,也与轨道的水平不平顺具有较高的相干性.最后,建议将轨道不平顺谱作为控制轨道质量的指标之一.     

一种新型磁悬浮线路设计方案及悬浮控制方法

针对磁悬浮列车系统的车轨耦合振动问题,提出一种新型的磁悬浮轨道线路设计方案.为研究该方案的可行性,以单铁悬浮系统为研究对象,搭建了单铁系统在新型轨道线路上的车轨耦合振动数学模型,利用状态观测器,将磁轨的振动状态引入控制系统,采用状态反馈的方法设计出控制策略,分析了磁浮线路中各主要参数对系统稳定性的影响.结果表明,所提出的控制方法能够在忽略水泥梁的阻尼情况下依然保持系统的稳定;新型磁悬浮线路中电磁铁的响应与电磁铁相对于水泥梁的位置无关,易于控制器的设计及车轨耦合问题的彻底解决;增大磁轨的质量和减小磁轨垫板刚度有利于系统的稳定.     

车载式高空作业车在配电线路作业中的应用

本文介绍了车载式高空作业车在配电线路作业中的应用以及在应用过程中存在的安全隐患,并根据这些安全隐患提出了相应的保证作业安全的防范措施。     

铁道车辆弹性车体垂向运行平稳性最优控制

采用基于轨道不平顺谱的最优控制及包括轮轴间时延的预瞄控制算法,设计了整车的主动悬挂控制规律,对铁道车辆弹性车体垂向动力学模型进行仿真分析.结果表明,基于轨道谱的预瞄控制算法在控制输出力及抑制车体的振动效果方面要略优于单纯基于轨道谱的最优控制算法;基于轨道谱的最优控制可以改善轨道至弹性车体中部的加速度传递率,在控制车体刚体振动的同时,也能抑制车体的整体弹性振动;最优控制算法对车体系统的低频振动及车体弹性一阶垂向弯曲振动控制作用明显,而对车体高频振动基本无抑制作用,据此可以帮助选择助动器的响应频率范围.     

基于频域积分的车体变形量间接获取方法及应用

为了探究动车组高速行驶安全性能,针对动车组车体受到气动载荷产生的变形量进行研究.在测试环境及位移传感器安装条件受限的情况下,采用测量车体表面加速度信号间接获取车体变形量的方法,对加速度信号进行去除趋势项、数据平滑等预处理,通过傅里叶变换在频域内进行滤波和积分处理,再获得时域位移信号,且通过实验对比积分所得位移信号曲线和...     

轨道几何状态综合评价指标参数权重的敏感性分析

为合理划分线路等级并配置有限的养护维修资源,融合现有几何状态检测数据源,提出一个轨道几何状态综合评价指标.运用层次分析法确定指标参数的初始权重,采用摄动法对该指标的参数权重进行敏感性分析,定量研究不同等级线路百分比与各参数权重变化的关系,并对初始权重进行修正.结果表明,轨道质量指数的权重变化对线路等级划分影响最为显著;轨道质量指数类和动检超限类权重范围应不小于0.2和不大于0.45,且内部权重分配比例分别为1∶1和3∶2;车载检查类权重应小于0.3,其中晃车仪权重应不小于0.1.