受电弓的建模与参数测试

针对受电弓的特点设计测试方案，特别是针对上框架的运动特性设计了受电弓侧滚和垂向振动参数的测试模型，并利用自行研制的测试设备对其进行解体测试。实际测得了受电弓的归算质量与各主要部件的质量、质心和转动惯量等参数。通过对受电弓各主要部分的运动特性进行分析，特别是对受电弓弓头部位的运动进行分析讨论，建立了包括受电弓侧滚运动、俯仰运动和垂向运动的力学模型。讨论了受电弓3个升角与升弓高之间的关系。研究结果表明：利用升角与升弓高之间的关系，可简化受电弓运动微分方程的推导；应用所建立的力学模型、实测数据以及简化公式可更准确地分析和计算弓网系统的力学行为。     

基于遗传算法的受电弓优化设计及其虚拟样机验证

在建立某地铁单臂受电弓简化几何模型的基础上,根据列车平稳受流对受电弓提出的各项要求,以受电弓升弓时机车前进方向上的纵向偏移量和弓头平衡杆的平动为目标,以受电弓正常升弓所需升弓转矩等为约束,运用基于遗传算法的多目标优化技术,对该型受电弓机构进行了优化,得到了使受电弓运动性能达到最优的几何参数.并运用虚拟样机技术对弓头升弓轨迹、升弓转矩和平衡杆摆动角度等优化所得参数进行了仿真验证.结果表明优化结构参数是合理、可行的.     

强侧风对受电弓的气动作用规律

建立了弓-车-网组合模型,基于压力修正法的N-S方程,采用分离式求解SIMPLE算法,对强侧风条件下的受电弓气动特性进行了数值模拟.分析了受电弓的气动荷载在不同侧风速度,不同风向角下的变化规律及强侧风对受电弓绕流流场的影响.结果表明:随侧风速度及角度的增大,受电弓的气动力及力矩呈非线性变化;受电弓流场区域内产生大量漩涡及低速尾流区,接触网及车体对受电弓流场有明显影响.研究结果可为提高受电弓在侧风作用下的稳定性和安全性提供一定的理论依据.     

高速受电弓多动力学参数的优化分析

为提高高速弓网耦合系统动力学性能，文章以DSA380型高速受电弓和大西线高速铁路弹性链式悬挂接触网系统为研究对象，利用有限元法建立弓网耦合系统动力学模型；基于遗传算法理论和弓网系统动态仿真平台，依次研究受电弓三参数联合变化对单、双受电弓与接触网系统间动力学性能的影响，并根据弓网系统动态性能评价标准对受电弓三参数进行优化，得到高速受电弓三参数最佳匹配组合，给出了适用于高速情况下的单、双受电弓设计优化方案。研究结果表明，相较于DSA380型受电弓原设计方案，单、双受电弓设计优化方案均有效地提升了单、双受电弓受流情况下的弓网耦合系统动力学性能。研究成果可为高速受电弓结构参数设计提供参考和建议。     

结构位移对受电弓气动抬升力的影响分析

为了研究受电弓结构位移对其气动特性的影响,利用流体分析软件Fluent,基于三维定常不可压缩流和标准k-ε两方程湍流模型,对运行速度300 km/h下受电弓所处的有限个结构位移状态下各部件的气动力进行数值模拟。建立受电弓气动抬升力的简化计算模型,推导气动力转化为气动抬升力的传递系数。结果表明:受电弓气动抬升力的传递系数与其工作高度有关;在受电弓从初始工作高度1.5 m抬升至1.6 m的过程中,整弓气动抬升力值随升弓高度的增大而减小。     

列车气动噪声源噪声贡献度研究

摘要：建立某型列车气动噪声计算模型,基于标准湍流模型和大涡模拟（LES）计算车外瞬态流场,用FW-H方程预测了列车远场气动噪声。分别计算了列车整体、车体、受电弓、转向架为噪声源时对外辐射噪声的总声压级和贡献度,并对不同噪声源产生的气动噪声频谱特性进行了分析。计算结果表明：受电弓滑板处具有最大的总声压级,其次在车头和头、尾车转向架处较大;车体和转向架对列车远场噪声贡献度较大,而受电弓对其附近区域噪声贡献度大于远场;车体和转向架噪声主频在400Hz～1250 Hz,而受电弓主频出现在500Hz,且低频噪声幅值很小。列车整体对远场的辐射噪声,与利用车体、受电弓和转向架为噪声源得到的远场噪声叠加相吻合,验证了计算的准确性,对噪声的计算研究有一定的参考价值。     

高地隙喷雾机药箱液体晃动的等效力学模型研究

药液晃动是导致高地隙喷雾机侧倾失稳的重要因素。为准确预测药箱内液体晃动行为，本文提出一种单摆-质量-阻尼等效力学模型来模拟药箱内液体晃动行为。首先基于Adams虚拟样机仿真模型输出药箱所受随机加速度激励，并以此激励在Fluent中建立药箱液体受迫晃动模型，进行数值模拟液体晃动，获得了冲击力和冲击力矩与随机加速度的关系；然后对矩形截面药箱液体晃动进行动力学和流体力学分析，获得等效力学模型的相关参数，建立了MATLAB/Simulink系统仿真模型；最后通过Fluent验证了系统模型在充液比0.5时的可靠性。结果表明本文所建立的等效力学模型能够较准确地模拟液体晃动行为。     

基于MSC.MARC有限元的接触网——受电弓仿真研究

本论述使用msc.marc有限元软件建立了接触网-受电弓的有限元模型.使用该弓网模型模拟机车受电弓的运行过程,得到弓网间的接触压力的仿真数据,并与EN50367中相关数据进行比较分析.     

针刺起爆中针刺过程数学模型的建立

从基本原理出发,建立了尖头和平头两种击针在针刺过程中的力学模型、戳击速度模型和针刺功率模型,并导出了分析解。力学模型包含了炸药屈服应力和摩擦系数、击针形状和刺入深度;速度模型和功率模型中除含有前者的影响因素外,还含有击针质量和初速参数。     

动车组绝缘子污闪分析及防控体系建立与可行性研究

以西安铁路局西安动车段配属的CHR2型动车组受电弓支撑绝缘子为对象,根据动车组受电弓高压系统的特点及西部高铁运行环境对受电弓支撑绝缘子的影响,深入研究了高压污闪防控技术在高铁动车组高压系统使用的可行性.着重分析了受电弓支撑绝缘子污闪预防的方法和原理,同时建立和推广了高铁动车组受电弓支撑绝缘子污闪防控体系,避免了由于受电弓支撑绝缘子污闪故障而造成的高铁晚点、停运和退票等不良影响,取得了良好的经济效益和社会效益.     

油气悬挂缸的力学特性数学模型构建方法

研究单气室油气接触式悬挂系统的输出力学特性,讨论其数学模型的建立方法。通过建立3个子系统的数学模型,包括气体部分状态模型、油液流经缝隙及小孔的节流方程模型、摩擦力模型,建立较完整的数学模型。以实验数据为基础,分析油气混合过程对气体压力的影响,建立考虑油液弹性的油液压力计算模型。采用参数识别的方式研究摩擦力模型。研究结果表明:在持续激励条件下,气体在油液中的溶解和析出过程对气体状态影响并不显著;考虑油液弹性的模型,能够更准确地反映悬挂缸在较高频率激励条件下油液压力变化过程;摩擦力模型是构成悬挂缸输出力模型的重要组成部分。由所建立的力学输出模型获得的结果与实验结果相吻合,说明所建立的力学输出模型能够正确表征此类悬挂缸的力学特性。     

刮泥机承载梁有限元优化设计

利用作者所开发的水处理设备承载梁部件有限元分析软件,建立了某型号二沉池和平流池刮泥机承载梁的力学模型和有限元模型,论述了建摸方法和优化方法,并进行了有限元优化分析计算。研究结果表明,所建立的力学模型和有限元模型正确,优化效果显著,可减轻原设备重量的27.7%,具有重要的工程实际意义。     

高速受电弓-接触网系统动态受流性能的仿真分析

采用了MSC-MARC软件对受电弓-接触网系统的动态受流性能进行了仿真,分别建立了接触网和受电弓两个子系统的有限元模型,通过接触实现了两个子系统的耦合,进行弓网的动态分析.通过仿真,将低速下得到的结果与国外的结果相比较,验证了软件分析结果的正确性.针对高速铁路一种受电弓-接触网的设计参数,对弓网之间的相互作用进行了分析,得到了高速下接触网的动态抬升量,接触压力和离线率,通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好的受流.对高速受电弓与接触网的相互作用进行了大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下受电弓与接触网不同参数的配合奠定了基础.     

植物细胞力学模型研究概况和发展趋势

从宏观和亚细胞层次概述了对植物和植物细胞的力学行为的研究。介绍了植物细胞力学模型的研究现状，对目前已建立的4个植物细胞力学模型所面临的问题提出了植物细胞在受外力作用时，外力和外力的刺激是如何在细胞中传递和分布是研究热点的看法。展望了植物细胞力学模型研究的发展趋势。     

K形地质构造的非线性有限元模拟

本文根据K形构造形成演化的一般规律和相应的力学理论,建立了张性和压性断裂盆缘盆地中的K形构造的力学模型,并应用弹性大挠度板理论和非线性有限元方法,对所建立的张性和压性断裂盆缘盆地中的K形构造力学模型做了理论分析和数值模拟.计算结果与实验结果以及实际地质构造均较为一致.表明提出的模型假设是合理的,从而对K形构造形成的机理在力学上给出了恰当的解释.     

圆柱与扭转柱杆件受电弓气动与噪声研究

受电弓气动与噪声性能对高速列车非常重要,为此开展了圆柱和扭转柱杆件受电弓气动与噪声仿真分析。与圆柱杆件相比,扭转柱杆件受电弓虽然平均阻力稍有增大,但其平均和脉动升力大幅度降低,从气动力角度来看对改善受电弓运行稳定性和受流质量有积极作用。通过对受电弓尾迹流场开展聚类分析发现,圆柱杆件和扭转柱杆件受电弓尾迹流场均存在三条闭环转换路径。与圆柱杆件相比,扭转柱杆件的第二条转换路径稍短,但第三条转换路径稍长。当下臂杆由圆柱变为扭转柱时,在高度方向将由单一的旋涡向多个正负交替旋涡转变。扭转柱杆件受电弓消除圆柱杆件受电弓的峰值噪声,总声压级减少了1.5 dB,改善了受电弓气动噪声性能。     

三辊卷板机振动特性的分析

基于理论力学和材料力学的原理,通过对三辊卷板机工作原理的分析,指出了常存在的质量问题。根据对三辊卷板机所受力的分析研究及简化,提出了一个力学模型和几个振动模型。同时由这些模型推导出对应的固有频率。     

闭式压力机冲裁过程中的振动分析

本文对闭式压力机冲裁时的振动问题进行了探讨。文中以Ｊ３６－８００Ｂ压力机为例，建立了五自由度力学模型，自编程序进行理论计算，理论计算值与实验测试值吻合较好。所建立的五自由度力学模型优于以往的二自由度力学模型，采用的计算方法与计算程序可以模拟压力机及其它锻压设备的冲裁工艺，所获数据可为采取减振、隔振措施提供参考。     

流固耦合作用下富水深埋隧道帷幕注浆力学模型

富水隧道的施工中往往采用帷幕注浆法对围岩进行堵水加固,需准确获取富水深埋隧道帷幕注浆法加固后隧道围岩的位移场与应力场大小;基于流固耦合理论,建立隧道注浆帷幕力学模型,推导了围岩位移与有效应力的解析式;以大瑞铁路某富水深埋隧道为工程背景,采用建立的力学模型计算了6种加固方案,并分析了围岩剪切模量和弹性系数对位移场与应力场变化的影响;通过与有限元数值模拟结果以及现场监测结果对比,验证所建立力学模型的准确性。研究结果表明：所建立的力学模型可较为准确地计算帷幕注浆法施工的隧道围岩位移与有效应力;较大的剪切模量和弹性系数可抑制围岩位移,但会增大围岩的径向和环向有效应力。     

基于深度学习的高铁受电装置安全状态快速检测方法

针对因受电弓形变、脱离而影响高铁运行安全的问题,提出了一种快速而且准确的检测高铁受电弓的方法,能够对高铁受电弓严重形变、脱离等情况进行及时预警。该方法首先利用在高铁受电弓前的摄像头捕捉到的10 000余张图片作为训练样本,并利用这些训练样本对自定义的深度学习卷积神经网络进行离线训练,生成预测模型,然后在高铁运行过程中利用训练好的模型和改进后的YOLOv2算法对摄像头的实时监控图像进行在线检测,最后检测程序将返回检测结果,对受电弓缺失、严重形变等现象进行预警。采用该方法在CPU平台以55帧/s的检测速度对受电弓进行实时检测,平均准确率达到93.1%。