基于LES的城际动车组车体横断面优化设计

风洞试验测试记录CRH6型城际动车组缩比模型表面测点的压力波动数据.按照相同比例建立计算模型,应用ANSYS ICEM软件生成O-Block结构网格,采用k-epsilon两方程湍流模型进行稳态计算,并用Large Eddy Simulation大涡模拟进行非稳态计算,得到车体表面压力时程曲线.通过对比实验数据与仿真数据,误差在5%以内,满足工程精度要求.基于上述仿真算法,以车顶与侧墙过渡圆弧、侧墙与底架过渡圆弧及车体最大宽度位置高度等3个参数为优化变量,以车体受到的倾覆力矩最小为优化目标,得到更合理的车体横断面外形.研究结果为CRH6型城际动车组设计提供理论依据.     

基于整车虚拟样机的车体结构拓扑优化

基于整车零部件几何模型,结合车体的有限元网格划分及模态分析,构建履带装甲车辆刚柔混合虚拟样机,进行典型工况下的多体动力学仿真分析,输出若干关键时间点车体承受的荷载.利用有限元分析技术将荷载加载到车体有限元模型上,对车体进行结构力学分析和多荷载步拓扑优化.根据拓扑优化结果修改车体局部结构,并重新构建虚拟样机模型再次进行仿真分析,将应力和变形分析结果与原仿真结果进行比较.结果表明,结合动力学仿真和有限元分析进行结构拓扑优化,可以改善关键零部件的力学性能,提高刚强度,为改善装甲车辆的结构性能提供了一种有效方法.     

低地板车辆的踏面外形设计及动力学仿真

针对一实际运行中的低地板面轻轨车辆及其轮轨磨耗问题 ,采用接触角反推法设计了优化的独立轮踏面外形 ,并建立了多车体的整列车动态仿真模型及基于SIMULINK的计算模块 ,分析了踏面外形及轮对内侧距对车辆动力学性能的影响 .通过实际运用证明了用接触角设计方法获得的新踏面外形的有效性 .在仿真计算模型中对带摩擦旁承的摇枕模型进行了改进 ,以利于数值处理速度和保证计算精度     

汽车轴承支架生产线的仿真建模与优化研究

基于Flexsim仿真软件对某精密机械加工公司的汽车轴承支架生产线进行优化改造.首先识别生产线存在的问题,包括产能不足、设备和人员利用率不均衡等,接着建立生产线的仿真模型,有针对性地提出对工序、设备、布局和人员等几方面的仿真优化方案,最后实证研究表明,使用仿真软件进行生产线的优化,可以减少投资,缩短生产周期,是快速实现生产线改造、满足市场需求的有效途径,对提高企业的经济效益有极大的促进作用.     

汽车轴承支架生产线的仿真建模与优化研究

基于Flexsim仿真软件对某精密机械加工公司的汽车轴承支架生产线进行优化改造.首先识别生产线存在的问题,包括产能不足、设备和人员利用率不均衡等,接着建立生产线的仿真模型,有针对性地提出对工序、设备、布局和人员等几方面的仿真优化方案,最后实证研究表明,使用仿真软件进行生产线的优化,可以减少投资,缩短生产周期,是快速实现生产线改造、满足市场需求的有效途径,对提高企业的经济效益有极大的促进作用.     

全地形车车体动态特性分析

运用仿真和实验相结合的方法分析了全地形车车体的振动特性.利用三维制图软件UG4.0根据设计图纸建立车体的几何模型,然后用Hypermesh建立车体、车体挂发动机的有限元模型,并导入到Msc.Nastran中进行了自由模态的计算.通过模态实验验证了车体有限元模型的准确性.模态分析结果表明,挂上发动机后增加了车体的弯曲刚度,导致一阶弯曲频率的升高,而发动机的质量导致了车体一阶扭转频率的降低.最后分析了路面激励和发动机的激励对车体动态特性的影响,并提出了修改的方案和建议.     

基于二系载荷调整的机车轮轴重量优化分配方法研究

本文结合"车体称重调簧试验台"的研制开发工作,对基于二系载荷调整的轮轴重优化分配试验系统的可行性和适用范围进行研究,以机车车体——转向架作为研究对象,选用经典力学方法建立了相应的模型来求解二系弹簧加垫高度和机车轮(轴)重分配之间的关系,从理论上研究了车体二系支承载荷分配对于轮(轴)重分配的影响规律,利用SUMT-Newton算法对加垫量进行寻优运算。仿真计算结果表明,车体与转向架装配后的轴重偏差大部分情况下都可以通过二系加垫调整得以减小,说明了基于二系载荷调整的机车轮轴重量优化分配算法的有效性。     

集装箱码头箱区规划的并行仿真优化方法

运用面向对象的离散事件系统仿真建模方法,通过对现代集装箱码头的生产、管理和装卸工艺的分析,构建了一个包括船舶、锚地、泊位、岸桥、堆场龙门起重机、内部集卡、外部集卡和大门系统等在内的集装箱码头整体作业系统的仿真模型.针对集装箱码头堆场中的箱区规划问题,采用仿真模型与优化算法相结合的基于仿真的优化方法(SBO)进行了求解,并将基于MPI消息传递标准的并行集群计算方法引入该求解过程,很好地解决了基于仿真的优化方法中存在的计算代价过大的问题.     

高速列车单节车体空气动力特性优化

针对传统高速列车单节车体空气动力特性优化方法的不足,设计了一种基于广义回归神经网络和遗传算法的单节车体空气动力特性优化方法,该方法首先利用流体动力学软件获得单节车体的实验数据,然后用广义回归神经网络对实验数据进行训练,建立优化模型,并采用遗传算法对该模型进行优化。结果表明,优化后的单节车体的结构参数能够改善列车的空气动力特性,优化后的升力、侧向力和倾覆力矩系数分别降低了11. 5%、8. 05%和17. 5%,并且优化后的单节车体压力系数与原有单节车体相比得到了改善。     

一种可用输电能力量子粒子群优化算法

以量子行为与粒子群优化相融合的量子粒子群算法解决可用输电能力计算的优化问题.利用Matlab软件平台,以IEEE-30节点标准系统为算例进行仿真计算,比较本算法与传统粒子群算法的仿真结果,分析两种算法的寻优性能和收敛速度.仿真结果验证了量子粒子群算法解决可用输电能力优化问题的有效性.     

长材型特殊钢厂产品结构及产能

为了解决市场需求与钢厂产能之间的矛盾,讨论了在满足炼钢厂生产顺行的前提下如何合理安排生产,既满足诸多客户对各类产品的需求,又充分发挥炼钢厂产能,以国内某长材型特殊钢厂为例,结合产品结构和产能的概念,分析不同钢种间合理的生产比例及产能.从设备、工序和炼钢厂三个层面分析产品结构和产能之间的关系,并提出了合理产品结构及产能的计算方法.     

冶铸轧一体化生产合同计划优化问题研究

将炼钢—连铸—热轧—精整一体化生产过程,抽象为炼钢与热轧两大加工阶段,以板坯热装比最大、交货提前/拖期率和组炉余材率最小为优化目标,综合考虑炼钢与热轧的产能,以及钢种、板坯和成品规格等约束条件,建立生产合同计划数学优化模型,并采用双层染色体遗传算法进行求解.在合同计划层次上,解决了一体化生产过程中,连铸与热轧工序之间在钢种和规格上的匹配问题.获得的合同计划,是冶铸轧一体化生产的批量计划和静态调度优化问题的合理的生产定单池.仿真实例证明了模型的合理性与算法的有效性.     

CRH5动车组车体底架的结构分析与轻量化研究

在分析现有轻量化研究方法和理论的基础上,对CRH5动车组M2S车体底架进行轻量化研究。使用ANSYS软件建立有限元模型,对车体模型进行网格划分,针对强度刚度标准要求,对各工况进行组合计算,通过有限元分析,确定优化工况和优化对象。在Opti Struct平台上采用变量分组法进行分别基于连续变量和离散变量的尺寸优化。对比研究优化结果,M2S车体尺寸优化后质量下降8%左右,由此探索M2S车体轻量化的有效途径。     

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.     

底部结构对高速列车流场及气动优化规律的影响

为了得到底部结构对列车流场及气动阻力优化规律的影响,通过计算流体力学和正交试验设计分析的方法,研究真实复杂车体的底部流动和尾迹特征,得到了复杂车体气动阻力优化规律.结果表明,尾车鼻尖静压系数在底部结构影响下降低了0.06,尾车流动分离提前,两反对称尾涡核间横向距离增大,尾涡间夹角增大.头型概念设计时的拓扑简化车体模型可以作为真实复杂车体的气动阻力优化设计模型,但考虑底部结构使得头车参数优化的极差值减小、尾车参数的优化极差值增大.头车阻力优化重点为转向架周边结构,尾车阻力优化对流线型长度参数更加敏感.     

幂律型稠油在压敏油藏中的压力及产能研究

为了解决已有的压敏油藏压力及油井产能计算方程无法考虑幂律型稠油的问题,基于压敏油藏以及具有幂律型稠油油藏的渗流理论,推导了压敏油藏中幂律型稠油油藏压力分布和产能方程,并通过实例进行了验证.对压力分布特征及影响油井产能的因素进行了分析.结果表明,稠油幂律性对压力分布影响明显,同时,由于压降漏斗的存在,渗透率在生产井附近也呈漏斗状分布.地层原油的幂律指数越小,压敏指数越大,生产井产能越低.压敏油藏的生产井存在最优生产压差,在实际生产中应予以考虑.     

储层-裂缝组合单元在水力压裂井产能模拟中的应用

采用储层-裂缝组合单元模拟压裂改造后的储层、裂缝力学型态,推导相关有限元公式并进行压裂井产能模拟分析.这种方法的实质是将裂缝的质量、刚度矩阵变换叠加到储层整体相应方程矩阵中,以更精确反映裂缝开发动态参数的影响.计算结果表明:采用储层-裂缝组合单元有效解决了储层-裂缝网格尺度匹配的问题;反力算法避免了在高导流裂缝局部求解压力梯度产生的计算误差,提高了运算速度和求解压裂井产能的精度,为水力压裂井生产动态模拟和设计方案优化提供了新的处理方法.     

基于耦合度的铁道车辆平稳性分析

为探究转向架蛇行运动对车体异常晃动的影响程度,首先,建立了多刚体的车辆系统模型,仿真再现了横向平稳性局部恶化现象.其次,基于模糊数学的欧式贴近度准则,定义了整个车辆系统所有模态之间的耦合度,以降低系统的耦合度为目标,对车辆悬挂参数进行了优化设计.计算结果表明:转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率相接近时,车体横向发生耦合振动,恶化横向平稳性,此时车辆系统耦合度最大.通过优选车辆的悬挂参数,可有效降低耦合度,减弱车体横向耦合振动,消除横向平稳性局部恶化现象.     

两轴全挂车体集装箱包装系统的运输动力学仿真

针对全挂重卡汽车的负载有集装箱体的全挂车体进行多自由度的动力学分析,为后续研究全挂车体对包装集装箱作用减振和降重奠定基础。通过建立全挂车体集装箱包装系统的动力学模型,使用MATLAB进行随机高斯白噪声仿真,并经过滤波处理得到虚拟路面激励。以各轮胎为输入激励,使用软件的微分方程求解模块对两轴全挂车体集装箱系统进行多自由度的动力学微分方程求解。通过模拟仿真,得到在相应时域内取等效步长,得到振幅位移曲线及车体在运行中的振动趋势。结果表明,在模拟仿真的虚拟激励作用下,其垂直位移在5. 5 s时达到最大数值0. 007 8 m;同时通过振幅位移曲线的趋势和虚拟激励趋势相吻合,校核了仿真的效果,为后集装箱包装的全挂车体研究提供新思路。     

动车组车辆地板振动问题及其优化

针对某型动车组高速运行时地板振动脚感发麻问题,对该车进行了线路运行试验.通过振动传递分析与运行舒适度分析发现,车体钢结构振动经弹性支撑元件传递至地板后,在20~50Hz频率范围的振动被放大,且该频率范围覆盖了人体腿部敏感频率,导致乘坐时脚感发麻.为进一步研究地板振动放大机理,建立了包含地板的车体精细化有限元模型,并对模型进行验证.有限元分析结果表明,原地板弹性支撑刚度参数不当,导致地板局部模态频率与车体钢结构局部模态频率接近,进而导致地板与车体底架发生局部共振现象,地板振动能量被放大.针对地板弹性支撑参数不当进行了优化研究,并对优化方案进行了试验验证.试验结果表明,优化设计有效地解决了地板振动发麻问题.