高速列车转向架结冰特性风洞实验研究

风雪严寒环境导致转向架区域冰雪大量堆积,严重威胁高速列车行驶安全.为分析风雪严寒天气下转向架的结冰特性,采用包含简化车体和动力转向架的缩比模型,在中南大学轨道车辆积雪结冰风洞开展了高速列车转向架结冰实验研究.采用喷水系统模拟制动夹钳周围融水产生的喷水现象,以再现轮对甩水致转向架结冰过程.研究转向架区域动态结冰过程和整体结冰分布特性、各关键区域的结冰质量占比权重以及转向架结冰速率模型.研究结果表明：轮对甩出的水滴受紊乱流场作用扩散至转向架各个区域,在低温下结冰并随时间迅速发展,直至整个转向架区域被冰层覆盖;对于转向架舱,其后端板结冰严重,结冰质量占转向架舱结冰总质量的28%;对于转向架,构架和制动夹钳区域结冰分布最多,分别占转向架结冰总质量的34%和22%,空气弹簧、横梁和纵梁结冰分布较少,转向架呈现出底部结冰量大、结冰形状复杂的特性.随着结冰时间增加,各区域结冰速率不同,转向架舱、转向架的结冰总质量与结冰时间呈一次函数关系.研究获得的转向架结冰特性和结冰速率模型,可对一定运行时间内转向架结冰质量快速预测提供参考依据,对风雪环境下高速列车安全运行和转向架防除冰具有重要指导意义.     

热处理状态和工艺顺序对铝型材弯曲回弹的影响

采用实验和数值仿真相结合的方法研究了材料热处理状态和工艺顺序对6063铝型材弯曲回弹的影响规律和机理.结果表明:型材绕弯变形区内外层材料分别为压应力和拉应力起主导作用,中性层附近材料为明显的拉-压两向应力集中区.外力卸载后,中性层存在很大的残余拉应力;挤压态型材经人工时效处理后绕弯成形回弹角将会变大.且随着人工时效时间的延长,内外侧材料最大拉压应力差变大,回弹角逐渐增大;弯曲型材后续经人工时效或电泳烤漆处理,产生二次回弹.且弯曲角度越大,热处理后回弹角会增大.进一步延长人工时效时间,弯曲型材的回弹角基本不变;弯曲型材的三种成形工艺顺序方案中,挤压态型材先经冷弯成形再紧接着进行人工时效和电泳烤漆处理总的回弹角最小.     

新型双向硬密封旋球阀多学科设计优化

为确保新型双向硬密封旋球阀整体性能提高,以新型双向硬密封旋球阀密封性能、质量、抗冲击性能以及流阻系数为目标函数建立多学科设计优化模型,并充分考虑各学科之间的耦合效应,采用自适应混沌优化算法对多学科设计优化模型进行求解。研究结果表明:新型双向硬密封旋球阀渗漏率η减少60.0%,质量M减少2.15%,位移变形Δε减少37.6%,流阻系数Δξ减少37.5%;新型双向硬密封旋球阀的流量调节性能优于优化前的流量调节性能。     

轨道车辆钩缓装置刚柔耦合多体动力学研究

基于刚柔耦合多体动力学理论,研究新型摩擦式缓冲装置中摩擦机构和弹性元件的动力学特性。首先构建缓冲装置的动力学模型,其次通过现场试验对模型的可靠性进行验证,最后对摩擦机构和弹性元件进行刚柔耦合多体动力学分析。研究结果表明：动态试验所得结果与现场试验所得数据的最大阻抗力、行程和容量的平均相对误差的绝对值均小于15%,说明该动力学模型具有较高的可靠性,可应用于动态仿真试验;摩擦机构中存在着接触力分布不均和应力集中的现象,弹性元件中外圆弹簧内侧应力是外侧的1.5倍左右。因此,在设计生产和运营维护缓冲装置时,要特别注意摩擦机构和弹性元件的磨耗情况,防止出现磨耗过度以及零件表面开裂等问题。     

车用柴油机振动故障混沌诊断系统及其应用

为实现车用柴油机潜在振动故障有效诊断,基于建立的车用柴油机状态监测系统提取车用柴油机振动信号,并得出不同嵌入相空间下车用柴油机机身振动信号时间序列关联维数的变化规律.研究结果表明;车用柴油机振动信号时间序列是混沌序列,影响车用柴油机振动信号的系统内部因素最多可达8个,最少不会少于1个;缸盖振动既具确定性,又具混沌特性,而缸套振动、机身振动则可以认为是混沌振动.     

基于模糊最小二乘支持向量机的火灾信号辨识

针对火灾信号特征参数的模糊特性,采用混沌量子遗传算法对模糊最小二乘支持向量机的参数进行优化,建立基于模糊最小二乘支持向量机的火灾信号辨识模型.研究结果表明:基于混沌量子遗传算法的模糊最小二乘支持向量机火灾辨识模型相对误差为1.1％,具有较高的辨识精度;火灾信号辨识性能指标即O2质量分数减少值权重γ1、H2质量分数权重γ2、烟气质量分数权重γ3、温度权重γ4和CO质量分数权重γ5满足:γ3＞γ4＞γ5＞γ1＞γ2.     

综合零部件-整车的VOCs多级溯源数学模型与方法

为降低整车挥发性有机化合物（Volatile Organic Compounds, VOCs）并寻求解决方案,提出一种新的VOCs多级溯源定量分析数学模型与方法.该方法首次综合考虑零部件散发VOCs的交互协同效应以及基于国标限值的VOCs单一组分危害程度,建立了从零部件到整车的VOCs溯源分析数学模型.综合应用多目标决策法和三角模糊数语义学定义理论,构建定量分析多级VOCs溯源数学模型中各级影响权重的成对比较矩阵和计算多级组合权重的理论方法.所提出的VOCs溯源定量分析数学模型与方法不仅能够准确分析各种VOCs组分对整车VOCs贡献度大小序次,而且能够定量求解零部件散发VOCs交互协同作用下各零部件对整车VOCs的贡献度大小,从而为开展车内VOCs的溯源与控制提供更为准确的理论方法.某款车型的案例验证研究结果表明：各VOCs组分对案例车型中VOCs组分贡献大小的排序为甲醛>乙醛>甲苯>二甲苯>乙苯;零部件对整车VOCs贡献大小的排序为前排座椅>后排座椅>地毯>仪表板和顶棚.案例研究证明了某一零部件对车内VOCs的贡献,并不是该零部件各种VOCs组分的简单叠加,而是多种零部件VOCs散发组分协同作用的综合体现.     

某型包装机推手机构刚柔耦合系统动力学研究

高速状态下,柔性较小的零件作为纯刚体进行计算,其结果与实际情况有偏差.基于刚柔耦合系统动力学理论,采用有限元方法和模态综合叠加法,将刚度较小的零部件柔性化,建立某型包装机推手机构的刚柔耦合系统动力学模型.基于该模型,计算推包和折边时长臂推手的动态应力,并与ABAQUS中计算结果比较,二者基本吻合,验证了基于刚柔耦合系统动力学理论计算动态应力方法的正确性.对比研究推手机构的多刚体计算模型与刚柔耦合系统动力学模型,表明柔性长臂推手变形会引起一定的位置偏差,验证了在高速状态下该机构刚柔耦合系统动力学模型的计算结果更为准确.     

基于动态事件触发策略的多AUV一致控制

针对多个自主水下机器人（Autonomous Underwater Vehicles,AUVs）编队问题,为了减少多AUV频繁通信造成的能量消耗,提出一种基于分布式动态事件触发的领导者-跟随者一致控制算法. 设计一个包含广义位置和载体速度的辅助变量简化AUV模型. 同时基于滑模变结构控制、一致性理论及动态事件触发策略,...     

凹小圆弧金刚石砂轮电火花修整试验研究

多槽凹小圆弧成形砂轮难以高精度、高效率修整的问题严重限制了其在精密磨削的应用.本文阐述了成形电极电火花修整凹小圆弧成形砂轮的原理，通过单因素试验研究设计出最佳加工参数组合，利用高精度车刀装置修整了紫铜电极车成砂轮对应的V形槽轮廓形状后进行逐级减能的电火花修整多槽凹小圆弧成形砂轮研究，完成了2 500#粒度和1 000#粒度成形金刚石砂轮修整验证，并磨削了石墨片试件进行检测.试验结果表明该方法在较高效率下控制了砂轮表面质量与轮廓精度，具有一定指导作用.