直线电机地铁车辆-轨道垂向耦合动力学模型

直线电机地铁是一种新型的城市轨道交通系统.本文基于动力有限元和耦合振动理论,考虑轮轨关系以及直线感应电机和反力板之间的相互作用,建立了直线电机地铁系统车辆-轨道垂向动力学模型.通过数值计算,验证模型的有效性,并给出计算结果.     

基于ZigBee的地铁门振动加速度无线采集系统设计

针对目前轨道车辆门系统传统的状态监测方式数据来源单一、实时性差等缺陷,设计出基于ZigBee无线传感器网络技术和加速度传感器结合的轨道车辆门系统状态无线采集系统.通过获取门系统的控制信号以控制采集节点对门系统中门扇和电机减速器等主要部件的运动状态进行实时采集,并改进传统网络拓扑结构以优化数据传输.该系统在某型号的地铁塞拉门上进行了实际应用,验证其实用性良好.     

浅述轨道交通振动对古建筑的环境影响及评价

该文以苏州市轨道交通一号线为例,在实测的基础上给出了地铁列车通过、无地铁列出通过时古建筑内地面水平向振动速度典型时域波形,轨道纵向和轨道横向的水平振动速度,从而探讨轨道交通振动对古建筑的环境影响。     

高架地铁列车环境振动传播规律的数值模拟

为研究地铁诱发的环境振动在周围土体和邻近建筑物内的传播规律,建立了31自由度地铁车辆模型以及桥梁-土体-建筑三维有限元模型,并进行了数值研究.首先,通过三角级数法获得可靠的轨道不平顺谱,建立车辆-轨道动力学模型,得到车辆随机振动荷载时程谱;然后,将荷载时程谱加载到桥梁-土体-建筑三维有限元模型上,计算得到周围土体和临近建筑内关键点位的振动幅值,并对计算结果进行频谱分析,获得各点的振动功率谱函数.研究结果表明:地铁环境振动在地面上的传播存在明显的方向性,竖向振动占主导地位;高层建筑12层以上部分需重点考虑水平面上的振动;传播过程中10 Hz以上的高频振动衰减较快,距轨道中心30 m以外的环境振动以低频振动为主.     

不同线路条件及运行速度下高速列车振动性能分析

高速列车的振动特性直接影响旅客乘坐的舒适性和列车运行的安全性.为了分析不同线路条件和运行速度对高速列车振动特性的影响,建立了车辆-轨道耦合系统模型,并以德国高速轨道谱和我国干线轨道谱产生的轨道随机不平顺作为耦合系统的激励,通过Newmark数值积分和Matlab仿真,计算了高速车辆在高速线路和提速干线条件下车体、构架、轮对等车辆各部件和轨道部件的振动响应.研究结果表明,随着列车运行速度的提高,高速车辆各部件振动响应均显著增大;线路条件对高速列车轮对及轨道系统振动的影响较对车体系统振动的影响明显.     

地铁浮置板轨道垂向振动半主动控制与仿真

采用阻尼可调〖JP2〗减振器件对降低地铁浮置板轨道振动具有重要作用,在用磁流变减振器替换浮置板轨道被动钢弹簧器件的基础上,建立了地铁轨道垂向振动力学模型,以抑制浮置板垂向振动来降低列车激振能量向地基的传递为目标,设计了兼顾浮置板振动速度和加速度的磁流变减振模糊控制、仅通过抑制浮置板振动速度来减振的天棚控制,分别对磁流变减振器阻尼值进行半主动控制。搭建了地铁浮置板轨道垂向振动半主动隔离仿真平台并进行了不同减振方式的仿真实验。结果表明,地铁浮置板轨道采用可控阻尼的磁流变减振器时,其低频减振效率较被动钢弹簧器件提高了18%~28%,具有明显的优势,且基于磁流变减振器的地铁轨道振动模糊控制优于天棚控制效果。     

粉碎机异常振动故障诊断及改进试验

分析了导致PCS-5型立式粉碎机异常振动故障的两个主要原因:电机转子同主轴不同心、转盘质量偏小。运用振动速度、位移频谱分析手段,着重测试联轴套零件对电机转子与主轴同轴度的影响;根据冲击载荷与电机负载电流对应关系,增大转子转动惯量。随着改进措施的落实,粉碎机振动速度、位移幅值、噪音幅值符合技术要求,大幅度减小轴承过热产生的故障率,取得了良好的效果。     

地铁运行振动规律及减振措施

通过对轨道和车辆结构的分析,对引起地铁运行振动的原因和振动的传播规律进行了系统地研究.在此基础上重点从振源、受振建筑物和振动传播途径3个方面提出了切实可行的减振避振措施.提出降低车辆簧下质量、采用非摩擦式制动的径向转向架、铺设重型无缝钢轨对降低轮轨间垂向力具有重要作用;铺设浮置板轨道、使用轨道弹性扣件、构筑隔振沟可以控制乃至阻断振动的传播途径;对地铁线路附近的建筑物需要进行减振隔振处理.     

直线电机轮轨交通车站站台建筑限界研究

直线电机轮轨交通车辆通常车厢底板高度低,车体尺寸小,与传统地铁车辆相比,具有车辆限界小的特点.目前地铁车站站台边缘与车体间空隙过大,导致乘客上下车时经常发生踏空受伤事件.本文针对广州地铁4号线直线电机轮轨交通系统,采用车线动力分析的方法,建立了直线电机轮轨车辆侧向动态偏移计算模型,在此基础上分析了不同线路状态、不同运行速度等条件下车辆各方向运动情况,计算了站台面高度处车体的横向最大侧移,并以该值作为车辆限界确定站台与车辆间空隙.研究表明:广州地铁4号线站台与车辆间隙还可以缩小20 mm.     

地铁线邻近建筑物振动特性及参数影响分析

建立了车辆-轨道-隧道及大地-房建结构空间耦合动力学模型,通过子模型间的相互作用关系实现了车辆、轨道、下部基础及房建结构的空间耦合振动分析,并通过相关现场调研和测试验证了模型的可靠性,分析了隧道埋深、建筑高度、楼板厚度、车辆运行速度等参数对建筑物振动特性和振动衰减的影响规律.研究发现,当隧道埋深在11.6m至21.6m间变化时,地表距离隧道中心线10~60m的范围存在振动放大区;隧道埋深从11.6m增大至21.6m,各楼层振级下降幅度为8.3~13.4dB,建筑物振动模态从以高阶振型为主转变成以低阶振型为主;地铁线附近建筑物层数越低,结构的振动响应越小;楼板厚度由0.15m增加至0.25m,各楼层振级下降幅度为0.9~7.4dB;车辆速度由80km/h降低至40km/h,各楼层振级下降幅度为5.7~6.9dB.可见,当地铁线路先于建筑物存在时,适当增加建筑物楼板厚度、降低行车速度、避开振动放大区是控制建筑物结构振动的有效方案.     

地铁浮置板轨道过渡段参数对隧道和土体振动的影响

为研究地铁车辆通过浮置板轨道过渡段时隧道和土体的动力响应规律,提出了时域高效计算的隧道-饱和土体半解析环状层单元,结合车辆-轨道动力学,建立了车辆-浮置板轨道过渡段-隧道-土体系统耦合动力计算方法,研究了浮置板轨道过渡段长度、钢弹簧刚度等参数对隧道振动加速度、土体正应力和孔隙水压力的影响.结果表明,过渡段参数设计需重点...     

直线电机驱动地铁车辆运行阻力试验研究

广州地铁5号线地铁车辆为直线电机驱动车辆,为确定其运行阻力特性,在业主线路上进行增购列车运行阻力试验,推算出直线电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力公式,并与传统的旋转电机驱动地铁车辆的单位运行基本阻力进行比对,结果表明前者具有更好的运行阻力特性,在较高速度运行时具有更小的单位运行基本阻力.     

铝合金地铁车内低频结构噪声特性预测

针对轨道不平顺引起地铁车辆车体壁板振动产生的车内低频结构噪声问题,建立了铝合金地铁车辆车体结构有限元模型、车内声场边界元模型和车辆轨道耦合模型,进行了动力学分析,得到轨道随机不平顺激励下,车体所受激励载荷并施加于车体结构的有限元模型,在ANSYS软件中进行了车体结构谐响应分析,得到车体振动响应.将得到的车体振动响应作为边界条件传递给车内声场边界元模型,在SYSNOISE软件中计算了频率0～200 Hz范围内车内不同位置的低频结构噪声分布特性.结果表明:车内最大声压级超过75 dB;车体结构特点以及激励载荷情况直接影响车内结构噪声特性;减少轮轨激励载荷或优化车体结构,均可降低车内结构噪声.     

地铁车辆电机悬挂系统的解耦优化

将地铁车辆电机考虑成具有6个自由度的空间刚体,建立电机的自由振动方程,以解耦度为优化目标,以电机横移及浮沉振型频率为约束条件,基于遗传算法对电机悬挂系统各橡胶元件的三向刚度进行优化设计;结合某地铁车辆动力学模型以及现场试验,对比分析电机采取刚性吊挂方案和解耦优化的弹性吊挂方案时转向架和车体的振动及受力情况.分析结果表明,电机各阶刚体振型可获得良好的解耦度,最高的达到了100%,频率分布与期望值基本一致;与刚性吊挂方案相比,当电机采取解耦优化的弹性吊挂方案后,可以有效降低转向架关键部位的振动以及动荷载,从而有效降低转向架的疲劳损伤.     

直线电机地铁车辆制动系统研究

文章分析了直线电机地铁车辆制动系统的特点．特别研究了再生制动、高转差率制动和能耗制动等电气制动形式在直线电机地铁车辆中的应用．还对比分析了两种直线电机地铁的制动系统，并提出直线电机地铁制动系统设计的建议．     

地铁列车运行对路基激振力频率特性研究

通过轮轨相互作用关系,建立由上部车辆与下部轨道两子系统组成的地车辆一轨道垂向耦合系统模型,分析了地铁列车运行引起的轨道路基激振力频率特性。讨论了其与建筑结构振动响应的关系以及相关的减振措施。分析结果表明,地铁列车运行对路基产生荷载一般在10Hz以下,特剐集中在5Hz以内,主要表现为低频段,其频谱范围与一般建筑结构前几阶自振频率接近,容易诱发建筑结构的共振,从而放大结构的振动响应。     

地铁列车作用下不同无砟轨道结构振动响应

建立了单趾弹簧扣件、弹性支承块式、橡胶浮置板式3种无砟轨道的空间振动分析模型和地铁列车-无砟轨道系统空间振动分析方程.分别计算了3种无砟轨道在地铁列车荷载作用下的空间振动响应,并比较了系统响应随无砟轨道类型及车速的变化规律.结果表明,系统振动响应随车速的提高而增大;在车速相同的条件下,无砟轨道类型对钢轨竖向位移、轨道板竖向位移、轨道板竖向加速度、轮轨竖向力、脱轨系数及轮重减载率等响应影响较大,对其他振动响应的影响不甚明显;橡胶浮置板式轨道的竖向位移、横向位移与轨距扩大值最大;单趾弹簧扣件轨道轮轨作用力最大,橡胶浮置板轨道轮轨作用力最小;支承块和浮置板振动加速度明显小于钢轨振动加速度;在3种轨道行驶条件下,随着车速提高列车脱轨系数和轮重减载率均增大,竖向振动加速度最大值、横向振动加速度最大值、Sperling竖向舒适度指标和Sperling横向舒适度指标大致呈现先增大后减小趋势.当地铁列车在80km/h以下的运行速度通过这3种轨道结构时,列车的安全性和舒适性均能得到保证.     

车轮谐波磨耗对轮轨垂向力及车辆稳定性的影响

基于车辆车轮在生产过程中存在质量偏心或几何偏心,导致列车在运行一段时间之后出现车轮谐波磨耗现象,车轮谐波磨耗将对轮轨垂向力及车辆稳定性产生严重影响,以国内某地铁车辆为参考,运用车辆轨道耦合模型理论,采用Fourier级数模拟2阶、3阶车轮谐波磨耗,建立该车的车辆/轨道耦合模型及车轮谐波磨耗模型。仿真计算车轮谐波磨耗及轨道不平顺激扰等因素对轮轨垂向力及车辆稳定性的影响,并分析车辆在单一激扰工况和叠加激扰工况下车辆动力学参数的差异。研究结果表明:速度对轮轨垂向力的影响远大于幅值和相位差对轮轨垂向力的影响,轨道不平顺激扰对轮轨垂向力的影响不大;随着速度增大,车轮谐波磨耗对车辆运行平稳性影响越显著。     

高速列车系统振动响应随运行速度的变化特征

运行速度不断提升是当今高速列车发展的趋势;而车辆系统振动响应随运行速度的变化特征可作为衡量列车设计性能好坏的指标。采用多体动力学软件和有限元方法相结合,建立刚柔耦合的列车动力学模型;其中轨道不平顺激励中的动态不平顺部分采用实车实测数据标定。通过仿真,获得车辆系统在0~50 Hz频率范围内的振动响应随运行速度的变化特征。结果表明,随着运行速度的提高,车辆系统振动响应与平稳性指标呈现非单调的增长趋势。受轨道板长度为周期的动态不平顺激励影响,车辆在低速存在不利运行速度区域。     

基于法布里-珀罗干涉的全光纤振动检测仪

在传统的振动测量中,激光监测装置只能测量电机的单个参数.为实现对轴中心高为56 mm及以上电机的机械振动测量,建立了双通道独立测量系统.该系统可用于同时测量电机转轴的速度以及转轴产生的振动.该实验基于法布里-珀罗干涉、散斑干涉原理得到含有振动信号和速度信号的混合信号,将合成信号分解后,运用希尔伯特变换解调振动信号以及自...