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开关型抗蛇行减振器在高速列车中的应用研究
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作者 池长欣 常崇义 +2 位作者 梁树林 池茂儒 高红星 《铁道学报》 北大核心 2025年第2期35-42,共8页
为解决高速列车运动稳定性与曲线通过能力之间的固有矛盾,提出一种阻尼可调的开关型抗蛇行减振器。基于可压缩流体的压力-流量特性和Simulink仿真软件建立其非线性力学模型,并通过减振器台架试验初步验证了模型的准确性,结合Simpack仿... 为解决高速列车运动稳定性与曲线通过能力之间的固有矛盾,提出一种阻尼可调的开关型抗蛇行减振器。基于可压缩流体的压力-流量特性和Simulink仿真软件建立其非线性力学模型,并通过减振器台架试验初步验证了模型的准确性,结合Simpack仿真软件构建开关型抗蛇行减振器与某速度350 km/h动车组动力学联合仿真模型,研究不同开关状态下的车辆动力学性能;以识别小半径曲线为核心,基于抗蛇行减振器两端相对位移提出一种易于工程化的开关控制策略,并进行仿真验证。结果表明:开关型抗蛇行减振器开关打开状态有助于提升小半径曲线通过性能;相比传统抗蛇行减振器,易于工程化的开关控制策略能够在不影响车辆原有动力学性能前提下,大幅降低小半径曲线工况下的轮轨横向力,有效提升了小半径曲线通过性能。 展开更多
关键词 开关型抗蛇行减振器 运动稳定性 曲线通过能力 开关控制策略。
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双层高集装箱车辆动力学性能分析
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作者 池长欣 王立乾 +1 位作者 姜成 张甫 《内燃机与配件》 2025年第4期131-134,共4页
为了研究甬金铁路双层高集装箱车辆运行安全性,构建了X2K平车下的双层高集装箱车辆动力学模型,仿真计算了该车辆在以40~120 km/h速度通过甬金铁路最小半径为2800 m曲线时的动力学性能,计算得到的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、横... 为了研究甬金铁路双层高集装箱车辆运行安全性,构建了X2K平车下的双层高集装箱车辆动力学模型,仿真计算了该车辆在以40~120 km/h速度通过甬金铁路最小半径为2800 m曲线时的动力学性能,计算得到的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力、横向平稳性各指标随速度的变化趋势与甬金铁路线路试验结果基本一致,试验记录的各指标散点值基本都在仿真计算的包络线之内,表明所建模型具有较高的仿真精度。应用车辆动力学模型与气动模型,分析了甬金铁路双层高集装箱车辆在横风作用下的运行安全性,结果表明:双层高集装箱空箱车的轴重低,其抗击外部横向力的能力较弱,相比重车,其在横风作用下的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力均更容易达到安全限值。横风作用下,双层高集装箱无论是空箱车还是重车,均是轮重减载率最先超过安全限值,根据仿真计算结果,在40~120 km/h运行速度范围内,甬金铁路双层高集装箱重车可以在环境风速20 m/s范围内安全运行,空箱车可以在环境风速15 m/s范围内安全运行。 展开更多
关键词 双层高集装箱 车辆动力学性能 横风风速 甬金铁路 线路试验
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机理与数据混合驱动的抗蛇行减振器动态模型研究
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作者 池长欣 王科巍 +1 位作者 王立乾 侯茂锐 《现代城市轨道交通》 2025年第1期72-80,共9页
为提升抗蛇行减振器动态模型的仿真精度,以某高速动车组抗蛇行减振器为对象,结合Maxwell机理模型和抗蛇行减振器动态台架试验数据构建一种机理与数据混合驱动的抗蛇行减振器动态模型,该混合动态模型与纯数据模型的训练结果表明,混合模... 为提升抗蛇行减振器动态模型的仿真精度,以某高速动车组抗蛇行减振器为对象,结合Maxwell机理模型和抗蛇行减振器动态台架试验数据构建一种机理与数据混合驱动的抗蛇行减振器动态模型,该混合动态模型与纯数据模型的训练结果表明,混合模型可以大幅提升模型的训练速度和收敛速度,且在相同训练条件下具有更高的仿真精度。混合动态模型的仿真结果与试验结果表明,混合动态模型仿真计算得到的示功图、动态刚度曲线、动态阻尼曲线均与试验结果吻合较好,可以准确描述出减振器在不同幅值和频率下的幅变特性和频变特性,能够有效提升抗蛇行减振器在动态工况下的仿真精度。 展开更多
关键词 抗蛇行减振器 动态模型 神经网络 频变特性
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轮轨接触条件对风载作用下高速列车运行安全性的影响
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作者 孙丽霞 朱亮 +3 位作者 吴宁 池长欣 王友彪 周春阳 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1210-1222,共13页
采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响... 采用空气动力学与车辆动力学仿真分析相结合的方法,研究轮轨接触与风载、曲线线型多因素耦合下的高速列车运行安全性,揭示不同的轮轨接触条件下高速列车风载运行安全失效形式。研究结果表明:轮轨接触条件对列车风载动力学性能有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况对车辆运行安全性偏不利,磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况对车体横向运行平稳性偏不利;在不同的轮轨摩擦因数下,轮对的蛇行运动姿态有明显差异,在低轮轨摩擦因数下,轮对在背风侧钢轨附近作小幅值蛇行运动,在高轮轨摩擦因数下,轮对在纯滚动线附近作大幅值蛇行运动;轮轨接触条件对列车运行安全失效形式也有明显影响,新车轮型面与低轮轨摩擦因数组合工况下易发生轮重减载及轮轴横向力超限的问题,而磨耗车轮型面与高轮轨摩擦因数组合工况下易导致低频晃车。 展开更多
关键词 风载 轮轨摩擦因数 磨耗车轮型面 高速列车 低频晃车
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风载作用下高速列车曲线通过性能研究 被引量:2
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作者 白鑫 孙丽霞 +2 位作者 王友彪 周春阳 池长欣 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期146-154,共9页
在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,高速列车的运行安全性表现出复杂的变化规律,因此需要针对风载作用下高速列车的曲线通过安全性进行深入研究。采用空气动力学和车辆动力学相结合的分析方法,考虑车速和风速变化、实际轮轨匹配及线... 在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,高速列车的运行安全性表现出复杂的变化规律,因此需要针对风载作用下高速列车的曲线通过安全性进行深入研究。采用空气动力学和车辆动力学相结合的分析方法,考虑车速和风速变化、实际轮轨匹配及线路激励情况,建立瞬态风载模型、横风作用下高速列车空气动力学模型及车辆动力学模型;对高速列车在不同车速和风速作用下的气动载荷变化规律进行分析,并对其以不同速度通过不同欠超高曲线线路时的脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力等车辆关键动力学参数的变化规律进行分析,研究风载和曲线欠超高对高速列车脱轨和倾覆的影响。结果表明:风速变化引起的侧向力系数变化幅度大于车速;在风载和曲线欠超高叠加的不利工况下,除轮重减载率安全裕量明显降低外,轮轴横向力的安全裕量也降低,且车辆关键悬挂部件工作状态恶化,其中二系横向止档的位移迅速增大且工作状态接近压并,左右两侧空气弹簧压力差也迅速增大,车辆动力学性能的安全裕量明显下降。 展开更多
关键词 高速列车 风载 曲线通过性能 曲线欠超高 侧向力系数 脱轨系数 轮重减载率 轮轴横向力
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抗蛇行减振器动态模型对高速列车横向平稳性影响 被引量:5
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作者 池长欣 梁树林 +2 位作者 池茂儒 高红星 李奕潇 《铁道机车车辆》 北大核心 2022年第2期8-14,共7页
为了克服传统油压减振器模型不能反映其动态特性对高速列车横向平稳性的影响。文中基于流体力学、工程热力学、结构力学等理论,建立一种包含压力缸、常通孔、储油缸、回油阀、卸荷阀的抗蛇行减振器动态模型,并利用Simulink建立其计算机... 为了克服传统油压减振器模型不能反映其动态特性对高速列车横向平稳性的影响。文中基于流体力学、工程热力学、结构力学等理论,建立一种包含压力缸、常通孔、储油缸、回油阀、卸荷阀的抗蛇行减振器动态模型,并利用Simulink建立其计算机仿真模型。对比试验结果表明:抗蛇行减振器动态模型仿真计算的示功图与试验结果吻合较好,能够体现抗蛇行减振器非线性动态特性;传统的减振器分段线性模型仅能体现随速度增大而增大的黏性阻尼力,计算的示功图与试验结果吻合较差。将建立的抗蛇行减振器动态模型与传统的动力学模型进行联合仿真,仿真结果表明:在等效锥度为0.01、运行速度为200 km/h附近时,高速列车的车体蛇行运动频率易与车体下心滚摆频率耦合从而导致横向平稳性急剧降低,重现并解释了高速列车在低等效锥度,低于正常运行速度时发生的车体异常横向晃动现象,表明抗蛇行减振器动态模型能够有效提高动力学仿真精度,准确地反映车体蛇行运动频率对车体横向振动加速度的影响关系,为研究高速列车横向平稳性变化规律提供了良好的理论平台。 展开更多
关键词 抗蛇行减振器 高速列车 动态模型 横向平稳性
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基于机器学习的高速列车抗蛇行减振器劣化状态识别方法研究
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作者 魏庆 王悦明 +4 位作者 吕凯凯 代明睿 杨涛存 杜文然 池长欣 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第6期45-53,共9页
为识别高速列车抗蛇行减振器服役过程中的劣化状态,首先基于运用统计选取了5种典型的组合参数,通过台架试验获取其动态频变刚度和阻尼特性;然后采用抗蛇行减振器非参数化建模方法建立了整车动力学联合仿真模型,计算得到不同工况下的车... 为识别高速列车抗蛇行减振器服役过程中的劣化状态,首先基于运用统计选取了5种典型的组合参数,通过台架试验获取其动态频变刚度和阻尼特性;然后采用抗蛇行减振器非参数化建模方法建立了整车动力学联合仿真模型,计算得到不同工况下的车辆动力学响应;构建了机器学习分类问题,分别采用支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和卷积神经网络(Convolutional Neural Network, CNN)的方法对减振器状态进行识别。研究结果表明,基于BP神经网络(Back Propagation Neural Network,BPNN)的非参数化模型更为准确地描述抗蛇行减振器的动态行为,建立的整车联合仿真模型计算结果与实测数据符合较好;采用SVM算法构建的机器学习模型识别效果一般,而采用CNN算法构建的机器学习模型则达到较高的识别准确度。考虑实际运用需求,将机器学习问题简化为6分类问题,信号通道数精简为4个,CNN机器学习模型仍可实现较高精度的劣化状态识别。 展开更多
关键词 抗蛇行减振器 非参数化建模 动力学响应 劣化识别 支持向量机 卷积神经网络
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