轨道车辆动力学课程教学改革探讨

《轨道车辆动力学》是轨道车辆专业的重要专业基础课,主要涉及轨道车辆在运行过程中的安全性、平稳性和舒适性问题。针对本课程教学过程中存在的问题,提出了一系列的教学改革探讨:针对性地安排教学内容和学时分配;使用多元化的教学方法和教学手段;重视理论知识与工程实践相结合。通过教学改革,提升教学质量,培养学生分析和解决实际工程问题的能力。     

基于多体动力学的铁路客车运行不平顺分析

铁路客运中,车辆运行的轨道平顺程度极其影响旅客乘行的舒适程度,需要对此进行深入分析。通过选定国内铁路轨道的线路等级,参考美国轨道不平顺谱密度函数,反演获得轨道不平顺谱的时域激励,并构建车体与轮对的自由度数学模型状态方程以进行简易计算。在车辆动力学仿真软件中搭建客车车体、转向架及二系悬挂系统并对其进行动力学仿真,获得其在选定激励及道路条件下的响应,通过数据后处理,监测其轮轨垂向和横向载荷,并进行脱轨危险性评价,由此肯定国内轨道与车辆的配型。     

基于特征根的跨坐式独轨车辆的稳定性分析

建立了跨坐式独轨车辆的横向动力学方程 ,并在该模型中考虑了所有轮胎的径向刚度以及走行轮胎的侧偏效应和纵向滑转 .根据动力学方程的特征根分析了跨坐式独轨车辆转向架的运动稳定性 .分析结果表明跨坐式独轨车辆的转向架存在不稳定的蛇行运动 ,其临界速度取决于转向架本身的结构及参数 .特征根分析还表明 ,只有当导向轮胎和稳定轮胎同时贴靠轨道并且其径向刚度要达到一定的数值时 ,转向架的运动才是稳定的     

跨座式单轨交通系统动力学问题研究

跨座式单轨交通车辆的转向架和轨道梁与其他轨道交通系统不同,因而其动力学问题具有自身特点,其车桥动力耦合作用影响相对较为突出。文中通过查阅相关资料,系统总结了跨座式单轨交通动力学问题的研究现状及存在问题,为进一步的研究工作打下基础。     

动车组横梁组焊工艺研究

自我国首列高铁开通运行以来,轨道车辆制造技术得到了较快的发展,作为轨道车辆的关键部件,转向架制造技术提升就显得尤为重要。该文通过对动车组转向架横梁生产实际进行分析,总结了横梁的组焊工艺,从保证焊缝质量、控制焊接变形两方面进行研究,为动车组横梁制造提供实践经验,同时全面叙述了横梁制造流程、制造难点及解决方法及对机械手自动化焊接技术和三维检测技术在横梁制造过程中的应用进行了介绍,通过这些技术的应用,可以较好地提升产品质量和形象,为批量化生产提供支撑。     

双激光器火车侧滚角图像检测方法

针对车辆蛇形运动、横向摆动和侧滚姿态导致的轮轨磨耗严重、脱轨危险系数大等问题,研究双相机双激光器在线检测轮对侧滚角的图像处理方法;将2组激光器和相机分别安装在2条轨道上方的转向架上,对采集的轨面激光点图像进行梯形校正、轨道边缘直线检测和激光点位移测量,采集的位移数据用以判断和计算车辆的实际橫移和侧滚角。模拟转向架设备的检测实验结果表明,双激光器检测车辆橫移的误差小于0.5 mm,相对误差小于8%,检测车辆的侧滚角小于6°,误差小于0.2°,测量精度高,抗干扰性能强。     

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗检测仿真研究

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用SIMPACK多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明:利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用SIMPACK仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.     

跨坐式单轨车耦合转向架的径向机理及参数影响

建立了跨坐式单轨车辆耦合转向架稳态曲线通过理论模型,推导了耦合转向架的径向调节机理,并推导出径向条件所需耦合参数的计算公式。建立了带有耦合转向架的跨坐式单轨车辆动力学模型,仿真了耦合转向架的曲线通过性能并验证了耦合转向架的径向调节能力,同时分析了耦合参数对耦合转向架径向调节能力及曲线通过性能的影响。研究结果表明:最佳耦合回转刚度仅与车辆结构参数及二系纵向刚度相关,合理选取耦合回转刚度可以使耦合转向架在二系悬挂系统和耦合机构的共同作用下,在圆曲线上自动达到径向位置,此时最大导向轮径向力明显减小,车辆的曲线通过安全性得到显著提高;耦合横向刚度对摇头角稳态值的影响很小,但耦合横向刚度的存在会恶化转向架在缓和曲线上的动力学性能。     

电液伺服双作动器轨道车辆转向架试验台的研制

介绍了电液伺服双作动器轨道车辆转向架试验台的研制的用途、系统组成和测试原理。     

随机激扰对橡胶轮转向架车辆动力性能的影响

在建立橡胶轮转向架车辆系统动力学模型的基础上,研究了随机激扰对车辆系统振动特性的影响.结果表明,在随机激扰作用下,橡胶轮转向架车辆系统将产生激烈振动,且车辆运行速度越高,振动越剧烈,但轮重减载率始终维持较低的振动值.     

列车-轨道耦合系统随机不平顺动力响应分析

对在我国高速铁路上应用较广泛的CRH3型列车和CRTSⅡ型无砟轨道进行了精确的动力学分析.首先,对列车的车体、转向架、轮对3个主要部分进行重点分析,建立列车动力学模型;然后,以CRTSⅡ作为轨道研究对象,建立轨道动力学模型;之后,运用改进的动力分析数值积分求解算法,快速精确地获得了列车-轨道耦合振动输出;同时,将被忽略的轮轨接触点的精确定位,及轨道的衰减振动引入到列车-轨道耦合模型中,模型获得了与实际值接近的模拟结果.     

主动悬架仿真台在车辆工程专业教学中的应用

在汽车系统动力学及汽车电控技术等车辆工程专业课程教学中,特别是有关车辆控制系统的实验教学中,因研究和控制对象比较复杂、控制效果不直观、学生参与度低、学生学习兴趣不高,造成教学效果不好。为此,以主动悬架控制为例,首先介绍了控制仿真中常用的动力学模型及其优缺点,然后以单轮1/4车辆模型为基础,探讨了随机线性最优控制器、模糊PID控制器的设计实现。整个过程可以让学生独立完成,仿真实验具有操作性强、学生参与度高,可显著地提高学生学习兴趣和教学效果。     

浅谈建筑工程测量课程实践教学的重要性

本文论述了工程测量课程中实践教学的重要性,提出理论与实践相结合,实践与实际相结合,提高学生的动手操作能力,使学生能更好的学好本门课程。     

实际项目教学在本科生创新实践中的应用

根据国家工程教育发展的重要方针和大连理工大学在本科教育阶段培养精英人才的目标,车辆工程专业将实际项目引入本科生创新实践项目指导中。实践证明这种指导方法能够更好的将专业基础教育同学生实践能力培养结合起来,使毕业生能够更快适应企业需求,为社会发展做出贡献。通过参加本科生创新实践计划,车辆工程专业的学生能够切实感受到自身的进步,学习兴趣也有显著地提高。     

不同转向架中心距铁路平车动力学性能仿真研究

研究具有不同转向架中心距NX70和NX70A型铁路平车的动力学性能.应用Simpack仿真平台建立动力学模型,根据中国铁路线路条件及货物装载基本技术条件设定运行工况和装载工况.采用脱轨系数和轮重减载率作为车辆动力学性能评判指标,基于指标最大值和均方根对比分析两种平车的动力学性能.仿真结果表明转向架中心距较大的平车表现出更好的动力学性能.     

非线性自回归模型在轨道车辆转向架运行状态辨识中的应用

提出一种基于非线性自回归模型(GNAR模型)的轨道车辆转向架运行状态辨识方法。对不同状态的转向架系统输出信号建立GNAR模型,通过模型特征量,辨识系统不同状态,实现转向架运行品质实时动态监测。在ADAMS/Rail平台下的虚拟样机仿真实验说明了该方法的有效性和可行性,GNAR模型的特征量能够体现车辆转向架系统运行状态信息变化,用于判别其是否偏离正常功能,通过对这些特征量的监测和辨识,可以保证车辆系统的运行安全。     

单轴转向架跨座式单轨车辆悬挂系统参数优化分析

为了改善单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能,对单轴转向架跨座式单轨车辆的结构及运行机理进行分析;运用SIMPACK动力学仿真软件,建立单轴式单轨车辆动力学仿真模型;然后,通过Isight多目标优化软件对单轴式单轨车辆悬挂系统参数进行灵敏度分析,得到车辆过弯时对导向力矩和走行轮侧偏力影响较大的参数;最后,以导向力矩与走行轮侧偏力为目标,采用改进型遗传算法进行多目标优化研究.结果表明:优化后单轴式单轨车辆的导向力矩比优化前减少了3.67%,走行轮侧偏力比优化前减少了6.30%,在一定程度上改善了单轴转向架跨座式单轨车辆的曲线通过性能.     

MATLAB在《控制工程基础》课程中的应用

《控制工程基础》是"机械工程及自动化"专业卓越工程师教育培养计划试点专业的核心课程.将MATLAB引入到《控制工程基础》课程的理论与实践教学中,使教学与仿真实验紧密结合起来,能更好地激发学生学习控制工程的积极性,同时还提高了学生综合应用计算机进行系统设计、仿真实验和解决实际工程问题的能力.     

柔性耦合轮对转向架的径向原理和稳定性分析

高速和轻型铰接式车辆采用柔性耦合轮对转向架具有快速连挂、易于分解和检修等优点 .在建立柔性耦合轮对转向架的车组模型基础上 ,分析了其径向原理和运行稳定性 ,与传统构架式转向架的铰接车辆和独立式车辆的动力学性能进行了比较 .在选择合适的耦合和悬挂系统参数条件下 ,采用柔性耦合轮对转向架的铰接车组具有良好的运行稳定性和较高的蛇行临界速度 ,中间的耦合轮对可以实现几乎纯径向的曲线通过 .     

基于数字孪生的航班保障预警系统

为了提高航班和保障车辆的安全性,本文提出了一种基于数字孪生的新型航班保障预警系统架构。数字孪生系统中包括实际机场、赛博空间的仿真模型以及实时数据。系统可以根据当前作业状况,预测保障活动未来会出现的风险情况。文章中详细介绍了航班保障的规则,仿真模型的设计开发,如何实现保障车辆和航班数据的实时采集,以及潜在碰撞风险的预测。为了验证预警逻辑和算法的有效性,在Anylogic平台进行系统开发和仿真实验,实验结果表明本文提出的架构可以对车辆和航班进行提前预警,保障运营安全。