高速铁路轮径差激励下车轮-道岔动力响应数值研究（英文）

目的:车轮型面磨耗和加工误差导致轮对两侧车轮的轮径不同。本文旨在探讨不同幅值和分布形式的轮径差对道岔区轮轨接触几何、轮轨法向接触性能和车辆通过道岔动力响应的影响规律,提出保证车辆通过道岔时的安全性和舒适性的轮径差限值。创新点:通过数值仿真,分析轮径差对道岔区轮轨接触性能和轮轨动态相互作用的影响。方法:1.基于迹线法,揭示轮径差对道岔区轮轨接触几何的影响。2.通过建立轮轨接触有限元计算模型,探讨轮径差对轮轨法向接触性能的影响。3.通过建立车辆-道岔耦合动力学模型,综合考虑在不同幅值和分布形式的轮径差激励下,车辆通过道岔的轮轨动态相互作用、运行舒适性和磨耗指数评价指标,提出轮径差限值。结论:1.轮径差加剧了道岔区固有结构不平顺。2.轮径差通过改变轮载过渡位置,对尖轨上的轮轨法向接触性能有较大影响。3.可根据轮径差幅值将轮径差对道岔区轮轨动力响应的影响划分为三个区域:轮径差小于1.5 mm时,轮缘与尖轨提前接触使轮轨横向力快速增大;轮径差在1.5~2.5 mm时,等值同相轮径差使车辆通过道岔失稳;轮径差大于2.5 mm时,轮缘与尖轨的持续接触增强了车辆稳定性,但增加了轮轨磨耗。4.建议将轮径差控制在2.5 mm以内,且应控制同相分布轮径差小于2 mm。     

基于轮轨接触关系的列车运行安全预测仿真研究

针对判断列车脱轨问题,本文评述了近些年来国内外的研究进展情况。分析了传统判断脱轨的方法,发现传统利用脱轨系数与轮重减载率的车辆脱轨评价方式都是从轮轨间受力情况方面加以分析,在进行脱轨判定时存在严重的误差与不足。在此基础上提出了一种基于轮轨相对位移的脱轨预测方法。通过在ADAMS/Rail中建立单车模型,对轮轨作用关系和列车安全性分析研究,经过仿真实验提取轮轨接触点、接触角、接触横移量、车轮抬升量、脱轨系数等参数,以脱轨系数为指导,采用了一种改进的BP神经网络,通过轮轨间几何数据,对列车的运行状态进行了预测实验。结果表明,通过轮轨间位置关系所得到的预测结果与车辆动力学安全性指标数据基本一致,确定了轮轨几何关系与列车运行安全之间存在非线性关系。对轮轨间几何位置同车辆运行安全性关系的研究内容进行了补充,并对列车运行安全性评价提供了参考。     

高速铁道车辆风致安全性研究(英文)

研究目的:随着世界高速铁路网的不断扩张,高速列车的风致安全性成为高速铁路系统中的关键科学问题之一。本文利用车辆-轨道耦合动力学理论分析方法,确定强横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域,为强风地带高速列车的安全控制提供依据。创新要点:首次提出了考虑多种影响因素和脱轨评价指标的高速列车脱轨安全域分析方法,并运用到了高速铁道车辆风致安全性研究中。研究方法:基于车辆-轨道耦合动态响应及多种安全性评价指标得到横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域和脱轨区域。重要结论:铁道车辆安全性评价指标中,轮重减载率对横风激励最为敏感,其确定了强风作用下高速车辆安全运行区域的边界。     

高速铁道车辆风致安全性研究

研究目的：随着世界高速铁路网的不断扩张,高速列车的风致安全性成为高速铁路系统中的关键科学问题之一。本文利用车辆-轨道耦合动力学理论分析方法,确定强横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域,为强风地带高速列车的安全控制提供依据。创新要点：首次提出了考虑多种影响因素和脱轨评价指标的高速列车脱轨安全域分析方法,并运用到了高速铁道车辆风致安全性研究中。研究方法：基于车辆-轨道耦合动态响应及多种安全性评价指标得到横风作用下高速铁道车辆的安全运行区域和脱轨区域。重要结论：铁道车辆安全性评价指标中,轮重减载率对横风激励最为敏感,其确定了强风作用下高速车辆安全运行区域的边界。     

微轨设计与动力学分析（英文）

为研究一种名为微轨的新型车辆系统,建立了一个20自由度的微轨模型.利用Magic公式建立了轮胎公式.通过对车辆的模态分析,得到车辆的各阶模态,并得知共振对车辆影响较小.当车辆在右转弯道上行驶时,会顺时针方向摇头.在导向轮(稳定轮)力作用下,前转向架顺时针摇头,后转向架逆时针摇头.此外,2个转向架和车体在车辆曲线通过过程中发生侧滚.当车速足够高时,左驱动轮脱轨,稳定车轮提供抗倾覆力矩.然后,车身偏离弯道时会逆时针方向摇头.在对车辆过弯道的仿真中,导向轮轨表面的间隙会导致转向架产生巨大的致命冲击.同时,测试了微轨在侧风作用下的动力学响应,车辆不会因为侧风而发生倾覆.最后,对相邻车辆的碰撞做出了分析,结果表明,车辆碰撞过程,由于车辆的非同步俯仰运动,两辆车之间存在间歇性碰撞力.     

基于立体视觉的车轮轮心检测方法(英文)

由于车轮中心检测是实现车辆轮距、轮距差及车轮静立半径准确测量的关键,提出了一种基于立体视觉的车轮中心高精度检测方法.首先,根据先验知识提取车轮轮毂的椭圆特征,并进行椭圆拟合以获取其椭圆方程.然后,引入非相切约束条件以提高椭圆匹配的精度.最后,采用具有低时间复杂度和高测量精度的空间圆投影方法重建车轮中心的三维坐标.仿真实验表明,相比于椭圆中心重构法和平面约束优化法,所提方法能够更加准确地获取空间圆圆心的三维坐标.此外,通过对3款车型的轮距、轮距差及车轮静立半径的测量实验证明了所提方法对车轮中心检测的有效性.     

500kv输电线路平行线附近施工时静电感应电压的计算

考虑近距离平行运行中输电线路架线施工的安全问题,根据等值电路推导500kv出当输电线路对称运行时,对附近架设导线所产生静电电压的简化计算公式,并提出安全防范措施。     

小型客车通过橡胶减速带时的振动分析

为了研究车辆通过橡胶减速带过程中引起的振动特性,以安装在水泥路面、规格为350mm×45mm的橡胶型减速带为研究对象,通过实测小型客车在空载条件下通过减速带时引起的振动时域信号,分析振动时域信号波形的波谷、波形极值的大小和形成时间差以及通过减速带前后的速度差。结果表明:当小型客车以大于30 km/h速度通过减速带时,在轮胎撞击减速带和冲击地面瞬间,前轮引起的振动强度大于后轮的振动强度;验证了车轮通过减速带时存在"车轮撞击减速带、车轮在减速带滚动和车轮冲击地面"3个假设过程;从而得出"车速越高、减速效果越明显"的结论。     

一种基于图像的覆冰厚度测量方法

为了准确检测出输电线路覆冰厚度以保证系统安全稳定运行,提出一种基于输电线路覆冰图像轮廓拟合的覆冰厚度测量方法。该方法对覆冰图片中感兴趣区域进行高斯滤波、阈值分割等图像预处理;利用提取到的覆冰轮廓进行最小二乘法曲线拟合,应用奇异值分解（SVD）得出最小二乘法的解;通过求取拟合曲线轮廓内的最大长度,得出覆冰的最大像素厚度。根据导线的实际外径和测量出的覆冰前导线像素厚度,得出覆冰的实际厚度。通过模拟试验进行验证,结果表明测量值与实际值误差在2mm以内,测量精度较高。     

基于三参数模型的外伸式端板单向螺栓连接梁柱节点极限承载力分析

目的:分析影响外伸式端板单向螺栓连接节点初始刚度和极限弯矩的主要因素,并拟合出初始刚度和极限弯矩、形状系数的近似计算公式,为装配式钢结构单向螺栓节点连接的研究提供理论参考。方法:通过仿真分析与试验对比建立外伸式端板单向螺栓连接模型,由运行出的弯矩转角曲线得到对初始刚度和极限弯矩影响最大的因素。根据三参数模型及最小二乘法拟合出初始刚度和极限弯矩、形状系数的近似计算公式。结果:在对柱腹板厚度、梁高、端板厚度等参数均等改变后,其数值有明显的增加。柱腹板厚度在均等改变后,初始刚度由2 505.6 kN·m/rad增加到3 445.5 kN·m/rad,增长率为37.5%。梁的高度由250 mm增加至400 mm,极限弯矩由118.5 kN·m增加到193.4 kN·m,增长率为63.2%。结论:主要影响因素是梁的高度、柱腹板厚度、端板厚度、螺栓直径、端板宽度。并且拟合公式得到的数据值与有限元模型得到的数据对比后,其误差率基本控制在10%以内,验证了拟合公式的正确性。