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基于SRCKF算法的轨道车辆轮轨垂向力识别
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作者 陈清华 閤鑫 王开云 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第2期403-410,共8页
轮轨作用力是评估轨道车辆运行品质的关键指标,为实现对轨道车辆轮轨垂向力的在线监测,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的识别方法.以考虑悬挂元件非线性的车辆-轨道垂向耦合动力学模型为例,建立包含轮轨垂向力和车辆部件... 轮轨作用力是评估轨道车辆运行品质的关键指标,为实现对轨道车辆轮轨垂向力的在线监测,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的识别方法.以考虑悬挂元件非线性的车辆-轨道垂向耦合动力学模型为例,建立包含轮轨垂向力和车辆部件状态变量的非线性过程函数,将车体、构架和轮对垂向加速度作为观测量,基于SRCKF算法递推识别轮轨垂向力;在此基础上,建立整车动力学模型及其对应的17自由度轮轨垂向力估计模型,对车辆在实际不平顺激扰下的左右侧轮轨垂向力进行识别.仿真结果表明:所提方法识别垂向车辆模型在随机不平顺、钢轨波磨不平顺和钢轨焊缝不平顺作用下的轮轨垂向力时,轮轨垂向力识别值在时域和频域同仿真值均有较高的吻合度,相关系数分别为0.988、0.999和0.969;在识别整车模型的轮轨垂向力时,左、右侧轮轨垂向力的相关系数最低分别为0.747和0.720,左、右侧轮轨垂向力之和的相关系数为0.999. 展开更多
关键词 载荷识别 卡尔曼滤波 轮轨垂向力 机车车辆 车辆轨道耦合动力学
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基于精细化无砟轨道模型的路基不均匀沉降影响研究
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作者 王健壹 余浩伟 +1 位作者 朱胜阳 王开云 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期25-32,共8页
为研究路基不均匀沉降对无砟轨道变形损伤的影响,建立包含结构配筋和混凝土塑性损伤本构的CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化非线性有限元模型,仿真分析了路基不均匀沉降作用位置、波长和幅值对轨道结构变形损伤的影响。结果表明:路基不均匀... 为研究路基不均匀沉降对无砟轨道变形损伤的影响,建立包含结构配筋和混凝土塑性损伤本构的CRTSⅢ型板式无砟轨道精细化非线性有限元模型,仿真分析了路基不均匀沉降作用位置、波长和幅值对轨道结构变形损伤的影响。结果表明:路基不均匀沉降作用位置对于结构损伤变形影响差异较大;路基不均匀沉降发生在底座板伸缩缝部位,底座板最早出现宏观裂纹,且相同条件下该位置钢轨变形最大;沉降发生在底座板板端附近,复合板与底座板之间离缝较大,底座板从开始损伤到产生宏观裂纹演化进程较长;损伤出现在底座板凹槽处,演化进程所需沉降幅值超过6 mm;底座板与基床表层之间离缝随路基不均匀沉降波长的增大而减小,随沉降幅值的增大而增大;随路基不均匀沉降波长增大,复合板与底座板之间离缝呈先增后减的趋势,对于10 m波长最为敏感;路基不均匀沉降幅值增大,结构层间离缝、损伤情况均劣化,在幅值初始增长时钢轨峰值变形增幅较大,沉降幅值达10 mm后钢轨峰值变形在0.5 mm范围内波动。 展开更多
关键词 高速铁路 CRTSⅢ型板式无砟轨道 有限元分析 混凝土塑性损伤模型 路基不均匀沉降
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轴承内圈故障对轴箱振动特性影响研究
3
作者 邓航 王开云 +2 位作者 和振兴 刘旭麒 石广田 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第1期126-132,共7页
轴箱轴承是动车的关键部件,一旦出现内圈故障,将直接影响列车的运行安全,因此探明发生轴承内圈故障时的轴箱振动特性,具有重要的研究意义。为此开展轴承内圈故障对轴箱振动特性影响研究,基于Hertz接触理论建立考虑内圈多故障的轴承刚柔... 轴箱轴承是动车的关键部件,一旦出现内圈故障,将直接影响列车的运行安全,因此探明发生轴承内圈故障时的轴箱振动特性,具有重要的研究意义。为此开展轴承内圈故障对轴箱振动特性影响研究,基于Hertz接触理论建立考虑内圈多故障的轴承刚柔耦合动力学模型,通过对保持架和滚子转速的误差分析验证模型的准确性;提出基于均方根值(RMS)和变分模态分解(VMD)的时频分析方法,并利用该方法对轴承故障进行识别。结果表明:内圈不同故障引起的轴箱振动响应差异较大,内圈单故障劣化和多故障夹角变化与RMS值具有关联性,多部位故障的RMS值高于单部位故障,且随转速的增大差异更加显著;基于VMD的时频域分析方法能有效反映特征频率与故障部位之间的对应关系,根据时频域分析结果能准确识别故障部位的特征频率且干扰较小。 展开更多
关键词 故障诊断 轴箱轴承 VMD分解 时频特征 刚柔耦合动力学
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高速铁路无砟轨道车辆荷载传递特性研究 被引量:1
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作者 姚力 朱胜阳 +3 位作者 韦强文 王开云 王平 翟婉明 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第10期69-74,82,共7页
为进一步探讨无砟轨道荷载设计参数取值,为我国时速400 km及以上高速铁路建设提供重要理论支撑,通过开展无砟轨道静力分析以及钢轨焊缝、车轮扁疤激励下车辆-轨道动力相互作用,揭示列车静、动力载荷特征及传递规律;同时根据轨道承载特... 为进一步探讨无砟轨道荷载设计参数取值,为我国时速400 km及以上高速铁路建设提供重要理论支撑,通过开展无砟轨道静力分析以及钢轨焊缝、车轮扁疤激励下车辆-轨道动力相互作用,揭示列车静、动力载荷特征及传递规律;同时根据轨道承载特点和无砟轨道设计原理,提出车辆竖向设计荷载取值建议。研究结果表明:(1)高速列车车轮扁疤和钢轨焊缝不平顺将造成显著的轮轨冲击,其轮载动载系数最大可达5.79,远高于现行规范取值;扣件系统对扁疤和焊缝不平顺引起的轮轨力高频成分衰减作用明显,扣件支反力的动载系数最大为2.64;(2)钢轨焊缝不平顺引起的轮轨冲击力随着车速提高以及焊缝不平顺幅值的增大而迅速增大,建议500 km/h及以下高速铁路的钢轨焊缝平直度标准取0.2 mm/m;(3)列车轮载通过扣件支反力作用于轨道板,从传递特性的角度来说,以扣件支反力作为轨道板竖向设计荷载更为合理,其动载系数可取3.0,且能满足400 km/h及以上高速铁路的行车需求。 展开更多
关键词 高速铁路 无砟轨道 车辆载荷传递特性 动载系数 扣件支反力
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基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线钢轨磨耗预测方法
5
作者 张斌 高玉祥 +2 位作者 陈再刚 王开云 时瑾 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期115-122,131,共9页
为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到... 为实现重载铁路小半径曲线段钢轨磨耗量的精准预测,提出一种非等间距灰色模型GM(1,1)与改进粒子群算法(IPSO)优化BP神经网络相结合的钢轨磨耗预测方法。首先,根据积分原理优化GM(1,1)非等间距模型的背景值计算方法,基于改进的模型得到实测磨耗序列的初步预测结果;然后,利用IPSO算法对BP神经网络的权值和阈值进行自动寻优,对GM(1,1)模型初步预测序列的残差进行校正;最后,将优化后的两种模型组合构建基于GM(1,1)-IPSO-BP的重载铁路小半径曲线地段钢轨磨耗量预测模型。以某重载铁路桥上半径400 m曲线为例,利用长期的磨耗监测数据进行方法的适用性分析,研究结果表明:GM(1,1)-IPSO-BP模型克服了磨耗数据的非线性、随机性特征对计算结果的影响,预测精度优于单独使用GM(1,1)、IPSO-BP模型;背景值优化后的GM(1,1)模型预测准确性更可靠;IPSO优化算法提高了BP神经网络计算的精度和速度;预测结果和实测数据之间的相对误差不大于4%;在预测区间上的绝对误差小于0.4 mm,运用该方法能够较准确地得到钢轨磨耗的发展规律。研究结果可为重载铁路小半径曲线钢轨的精准维修和科学使用提供参考。 展开更多
关键词 钢轨磨耗 GM(1 1)模型 小半径曲线 BP神经网络 重载铁路 粒子群算法
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考虑车钩力约束的重载列车运行优化分层框架与迭代求解方法 被引量:2
6
作者 魏咪 王青元 +3 位作者 孙鹏飞 冯晓 饶煜 王开云 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期38-44,共7页
重载列车具有超长编组、超大载重、运行线路复杂等特点,不合理的操纵易引起车钩力过大,甚至造成断钩或脱轨。为实现重载列车操纵在线优化,保障列车安全平稳运行,提出一种考虑车钩力精细化解算的速度曲线优化分层框架与迭代寻优算法。框... 重载列车具有超长编组、超大载重、运行线路复杂等特点,不合理的操纵易引起车钩力过大,甚至造成断钩或脱轨。为实现重载列车操纵在线优化,保障列车安全平稳运行,提出一种考虑车钩力精细化解算的速度曲线优化分层框架与迭代寻优算法。框架顶层基于等效的列车运行线性模型,将列车运行多目标优化问题转化为二次规划问题,实现操纵工况序列的快速求解;框架底层采用纵向动力学模型,刻画列车运行中的车钩力分布特征。迭代寻优算法将列车纵向冲动作为迭代终止判断条件,针对不满足车钩力约束的局部区段,对多目标优化模型中的牵引/电制动力约束进行动态调整,最终得到列车优化操纵曲线。采用实际线路2万t重载列车数据进行仿真分析,验证了本文所提分层框架和迭代算法可实现重载列车运行多目标优化问题的有效求解。 展开更多
关键词 重载列车 车钩力约束 分层框架 迭代寻优 多目标优化
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高速列车会车时桥梁振动和结构辐射噪声特性分析 被引量:3
7
作者 杜淼 王开云 +1 位作者 閤鑫 张小安 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2024年第14期122-130,147,共10页
高速列车会车时会引起桥梁振动加剧,进而影响桥梁结构辐射噪声。基于车辆-轨道-桥梁耦合动力学理论、有限元及边界元法,建立了桥梁结构噪声预测模型,对比了单车与会车时桥梁的振动与噪声特性及机理,研究了板件声压贡献情况。结果表明:... 高速列车会车时会引起桥梁振动加剧,进而影响桥梁结构辐射噪声。基于车辆-轨道-桥梁耦合动力学理论、有限元及边界元法,建立了桥梁结构噪声预测模型,对比了单车与会车时桥梁的振动与噪声特性及机理,研究了板件声压贡献情况。结果表明:列车交会时桥梁加速度和声功率整体较单车运行时更大,但声功率变化趋势一致且优势频段均为30~90 Hz;会车工况下靠近地面区域的声压级较单车运行时显著增大,桥下和桥旁典型场点处声压级也更大,最大差值分别为4~7 dB和6~9 dB;在20 Hz处各场点噪声均低于听阈,在63 Hz以上频段内噪声响度级约为60~70 phon,两种工况下响度级差异在10 phon以内;总体而言,在优势频段内,会车时桥梁各板件对典型场点的声贡献量较单车运行时更大,其中左腹板对桥下和桥旁各场点的声贡献量变化最显著,最大增幅分别为10.13 dB和10.27 dB。 展开更多
关键词 高速铁路 会车 桥梁振动 结构噪声 板件贡献
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2万t重载列车车辆数量对纵向冲动的影响研究 被引量:2
8
作者 曾周 胡晓宇 +2 位作者 冉祥瑞 陈哲 王开云 《机车电传动》 2024年第1期22-30,共9页
文章根据纵向动力学理论,建立2万t重载列车纵向动力学仿真模型,研究车辆数量对列车纵向冲动的影响,给出长、短编组混编建议。同时,基于同步减少前后部车辆数量、仅减少前部车辆数量与仅减少后部车辆数量等3种情况(后2种情况可视为长、... 文章根据纵向动力学理论,建立2万t重载列车纵向动力学仿真模型,研究车辆数量对列车纵向冲动的影响,给出长、短编组混编建议。同时,基于同步减少前后部车辆数量、仅减少前部车辆数量与仅减少后部车辆数量等3种情况(后2种情况可视为长、短编组混编),计算列车空气制动延时、缓解延时和循环制动工况下的最大车钩力。结果表明:对于“1+1+可控列尾”编组形式的2万t重载列车,同步减少前后部车辆数量可有效降低列车缓解过程中的缓解延时和最大车钩力;当仅减少前部列车车辆数量时,最大缓解延时变化较小,无法有效降低纵向冲动;而减少后部列车车辆数量可有效降低最大缓解延时,对减小纵向冲动具有十分显著的效果,对重载列车编组优化有一定指导意义。因此,对于长、短编组混编情况,将短编组编至长编组后可有效降低列车运行的纵向冲动。 展开更多
关键词 纵向冲动 重载列车 车辆数量 空气制动 纵向动力学
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基于SRCKF算法的多自由度非线性系统动载荷识别方法 被引量:1
9
作者 龚璟淳 陈清华 +1 位作者 厉砚磊 王开云 《西华大学学报(自然科学版)》 2024年第1期70-77,共8页
为识别铁道车辆车钩等存在非线性刚度阻尼的单一维度、多自由度系统的外部动载荷,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的载荷识别方法。以一个二自由度的非线性弹簧阻尼系统为例,建立包含外部动载荷和系统部件状态变量的非线... 为识别铁道车辆车钩等存在非线性刚度阻尼的单一维度、多自由度系统的外部动载荷,提出一种基于平方根容积卡尔曼滤波(SRCKF)算法的载荷识别方法。以一个二自由度的非线性弹簧阻尼系统为例,建立包含外部动载荷和系统部件状态变量的非线性过程函数,以各自由度振动加速度为观测量,基于平方根容积卡尔曼滤波算法识别外部动载荷。仿真结果表明,该方法可以较好地识别作用在多自由度非线性系统上的随机载荷,刚度非线性系统和阻尼非线性系统的识别结果相关系数分别为0.997和0.999。 展开更多
关键词 载荷识别 非线性系统 卡尔曼滤波 随机载荷 平方根容积卡尔曼滤波
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基于运行安全性的某重载铁路既有货车提速可行性分析 被引量:2
10
作者 刘佳璐 呼枭 +3 位作者 閤鑫 王开云 陈是扦 康喆 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第7期210-217,共8页
为探究某重载铁路列车最高运行速度由80 km/h提高至90 km/h后既有货车的安全性能,评估提速的可行性,综合考虑列车服役条件、车辆及车钩缓冲装置结构,基于多体动力学理论建立多节连挂重载货车动力学仿真分析模型,并采用现场试验数据验证... 为探究某重载铁路列车最高运行速度由80 km/h提高至90 km/h后既有货车的安全性能,评估提速的可行性,综合考虑列车服役条件、车辆及车钩缓冲装置结构,基于多体动力学理论建立多节连挂重载货车动力学仿真分析模型,并采用现场试验数据验证了模型的有效性,进一步通过仿真分析研究C80与C64K货车空车、重车的非线性临界速度,对比分析了C80与C64K货车提速后的动力学性能,探明了转向架关键参数对既有货车运行安全性指标的影响规律。结果表明,C80货车空车、重车的非线性临界速度分别为124,180 km/h,C64K货车空车、重车的非线性临界速度分别为92,112 km/h,C80与C64K货车空车的非线性临界速度较其重车分别下降18%和31%,空车运行时的稳定性较重车更差;当C64K货车以90 km/h的速度运行时,轮重减载率和侧架横向加速度均存在超限现象,而C80货车各指标均未超过限值;C64K货车转向架的一系悬挂导框横向间隙对其轮轨动力学性能影响较小,而C64K货车动力学指标随着一系悬挂导框摩擦系数的减小而增大。 展开更多
关键词 重载铁路 重载货车 提速可行性 动力学 运行安全性 稳定性
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车钩防脱台对重载机车车辆动力学性能影响分析 被引量:1
11
作者 刘佳璐 閤鑫 +2 位作者 王岩 刘桂彤 王开云 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期42-50,共9页
车钩设置防脱台是防止车钩垂向分离的有效措施,但防脱台对机车车辆动力学性能影响尚不明确。以国内典型的2万t重载组合列车从控机车和货车为研究对象,建立考虑车钩防脱台的从控机车-货车相互作用分析模型,分析防脱台的作用效果,研究连... 车钩设置防脱台是防止车钩垂向分离的有效措施,但防脱台对机车车辆动力学性能影响尚不明确。以国内典型的2万t重载组合列车从控机车和货车为研究对象,建立考虑车钩防脱台的从控机车-货车相互作用分析模型,分析防脱台的作用效果,研究连挂车钩初始高度差、机车电制动力和车间纵向拉钩力对防脱台受力及机车车辆动力学性能的影响,并给出防脱台垂向高度合理取值的建议。结果表明:防脱台能有效避免车钩垂向分离,连挂车钩与防脱台间相互作用对轮轨垂向力影响较小;钩舌连挂面润滑时,当连挂车钩初始高度差大于30 mm,防脱台开始起约束作用,其最大受力随初始高度差的增大略有增大;机车电制动力对防脱台最大受力影响较小,而防脱台最大受力随纵向拉钩力的增大近似线性增大;建议防脱台垂向高度取值范围为100~170 mm。 展开更多
关键词 重载列车 车钩 车钩分离 防脱台 动力学仿真
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道岔冲击激扰对高速动车组车体弹性抖动的影响分析
12
作者 王谢堂 高建敏 +3 位作者 丁鑫 昌超 凌亮 王开云 《噪声与振动控制》 CSCD 北大核心 2024年第1期192-198,共7页
为探究高速动车组通过道岔区域后车体的弹性抖动,建立考虑车体弹性的高速动车组刚柔耦合动力学模型和道岔冲击激扰模型。根据模型分析道岔冲击激扰作用下车体的弹性振动响应特征,通过仿真复现高速车辆的抖车现象,并与现场测试数据进行... 为探究高速动车组通过道岔区域后车体的弹性抖动,建立考虑车体弹性的高速动车组刚柔耦合动力学模型和道岔冲击激扰模型。根据模型分析道岔冲击激扰作用下车体的弹性振动响应特征,通过仿真复现高速车辆的抖车现象,并与现场测试数据进行对比。在此基础上,分析车辆过岔速度、道岔激扰个数和道岔间隔对高速车辆车体弹性抖动的影响规律。结果表明:道岔冲击会导致车体1阶菱形耦合共振;车辆过岔速度对车体弹性抖动有显著影响,当车速达到300 km/h时,车体出现明显弹性抖动;连续道岔激扰会使车体横向振动叠加放大;车体横向振动加速度与道岔间隔之间存在非线性关系,当道岔间隔在50~80 m范围时,车体弹性振动更剧烈。研究结果可为寻找控制高速车辆弹性抖动的有效措施提供一定理论参考。 展开更多
关键词 振动与波 高速动车组 道岔冲击 车体弹性共振 影响因素
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既有万吨重载线路平面曲线参数对列车提速安全性的影响
13
作者 呼枭 阮利峰 +3 位作者 胡晓宇 王健壹 康喆 王开云 《铁道建筑》 北大核心 2024年第5期39-45,共7页
为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求,建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型,选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明:对于C80货... 为明确国内某重载线路平面曲线参数能否满足列车运营速度由80 km/h提高到90 km/h的安全性要求,建立两种主要车型C80及C64的多体动力学模型,选取未平衡超高、缓和曲线长度以及夹直线长度三种参数进行了仿真计算分析。结果表明:对于C80货车,在既有线路平面曲线参数条件下,轮轨动态安全性能指标均小于限值,可满足提速运行的安全性要求,其中缓和曲线长度超过70 m时轮轨相互作用的变化趋于平稳;对于C64货车,夹直线长度为10 m时,90 km/h速度下,轮轨垂向力超出安全限值,而该线路中夹直线长度为10 m的路段普遍存在,因此不满足提速运行的安全性要求。适当降低欠超高可改善轮轨动态相互作用力;选取合适的缓和曲线长度可改善轮轨动态相互作用并降低工程成本,建议取70 m;考虑到提速后以C64货车为代表的转K2转向架货车轮轨垂向力较大,夹直线长度不宜小于60 m。 展开更多
关键词 重载铁路 提速 仿真计算 未平衡超高 缓和曲线长度 夹直线长度 运行安全性
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高速铁路桥梁结构噪声对沿线建筑物室内噪声影响研究
14
作者 杜淼 张小安 王开云 《兰州交通大学学报》 CAS 2024年第6期21-30,共10页
为了研究高速列车通过桥梁区段时桥梁结构噪声对沿线建筑物室内噪声的影响,基于车-线-桥耦合动力学理论、有限元和声学边界元方法,建立了桥梁与建筑物噪声预测模型,对比分析了列车以时速350 km通过桥梁时有、无地面反射条件下建筑物室... 为了研究高速列车通过桥梁区段时桥梁结构噪声对沿线建筑物室内噪声的影响,基于车-线-桥耦合动力学理论、有限元和声学边界元方法,建立了桥梁与建筑物噪声预测模型,对比分析了列车以时速350 km通过桥梁时有、无地面反射条件下建筑物室内噪声特性,并研究了桥梁与建筑物间距的影响规律,结果表明:室内噪声主频在63~80 Hz范围内,与桥梁声功率主频一致,且峰值频率处室内声场由于声波在声腔内反射和叠加形成驻波,导致后端墙与中心区域出现了声压局部累积,室外声场中桥梁与建筑物间辐射噪声因墙壁反射呈驻波形式且在前端墙外侧声压显著累积;地面反射和桥梁与建筑物横向间距对室内声场声压累积区分布位置影响较小,但考虑地面反射后声波经地面和建筑物多次反射叠加后外墙附近声压显著增大,导致声压级整体增大,最大增幅达13.5 dB,且最大声压级随间距增加而减小,在16 Hz以下和31.5~80 Hz频段内间距每增加5 m声压级降低约1~2 dB。 展开更多
关键词 高速铁路 结构噪声 沿线建筑物 辐射噪声 边界元
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小半径曲线条件下102车钩连挂特性分析
15
作者 曾楷煜 胡晓宇 +1 位作者 刘佳璐 王开云 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第5期59-66,共8页
针对102型挡肩式车钩在小半径曲线上连挂困难的问题,以HXD2机车为研究对象,基于多体动力学建立包含精细车钩的车辆耦合动力学模型,研究车钩开合角对车钩连挂的影响,分析小半径曲线条件下车钩连挂状态,并对车钩结构提出优化措施,以提高... 针对102型挡肩式车钩在小半径曲线上连挂困难的问题,以HXD2机车为研究对象,基于多体动力学建立包含精细车钩的车辆耦合动力学模型,研究车钩开合角对车钩连挂的影响,分析小半径曲线条件下车钩连挂状态,并对车钩结构提出优化措施,以提高小半径曲线车钩连挂稳定性。结果表明:连挂速度、车钩开合角、曲线半径对连挂过程有显著影响,速度越快、车钩开合角越小,曲线半径越小时连挂冲击越大;通过优化车钩结构参数可减小连挂冲动,在速度5 km/h、车钩均为全开位、半径180 m曲线条件下,挡肩块与钩尾框间隙单独增大至3 mm可使最大接触力减小64%,增大至5 mm则连挂出现剧烈晃动;车钩尾部与挡肩块间隙对应车钩自由摆角增大至3.5°可使最大接触力减小59%,增大至6.5°则车钩摆角未饱和,挡肩块不提供回复力矩;二者耦合作用下,车钩尾部与挡肩块间隙在3.4°~3.6°对应挡肩块与钩尾框间隙为2~4 mm匹配效果最好。 展开更多
关键词 小半径曲线 102车钩 HXD2机车 结构参数优化 机车动力学
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升力翼高速列车曲线通过时的轮轨黏着性能研究
16
作者 黄初贤 王金能 +2 位作者 陈旸 敬霖 王开云 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期2036-2047,共12页
建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏... 建立考虑轮轨关系、升力翼及流场耦合特性等因素的车辆系统动力学模型,分析升力翼高速列车曲线通过时的运动姿态和轮轨接触特性响应,研究列车在曲线轨道运行的轮轨黏着性能,探讨轨道不平顺、曲线半径、运行速度及轮轨接触条件对轮轨黏着性能的影响。研究结果表明:气动升力通过改变列车运行动态响应和轮轨接触特性导致内、外侧轮轨垂向力和纵向蠕滑力重新分配,促使内侧轮更易失去黏着;气动升力和运行速度的增大均会劣化轮轨黏着性能,但曲线半径的增大将显著提升轮轨黏着水平;轨道不平顺削弱了轮轨黏着性能,干态、湿态、油态条件下的轮轨黏着性能依次恶化。列车牵引运行时,干态、湿态、油态条件下的轮轨均能满足牵引力安全限值要求,但制动运行时,湿态和油态条件下的轮轨均不能满足制动力安全限值要求。研究结果可为超高速列车的安全运行与节能设计提供技术支持。 展开更多
关键词 高速列车 升力翼 牵引 制动 曲线通过 轮轨黏着
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提速列车与曲线轨道的横向相互动力作用研究 被引量:18
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作者 王开云 翟婉明 +2 位作者 刘建新 封全保 蔡成标 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第6期38-43,共6页
基于机车车辆—轨道耦合动力学理论,仿真计算典型的提速机车车辆通过不同曲线轨道时的轮轨动态横向相互作用性能指标,包括提速客货列车通过山区铁路小半径曲线强化轨道、160 km.h-1提速客运列车及120 km.h-1提速货运列车通过不同半径曲... 基于机车车辆—轨道耦合动力学理论,仿真计算典型的提速机车车辆通过不同曲线轨道时的轮轨动态横向相互作用性能指标,包括提速客货列车通过山区铁路小半径曲线强化轨道、160 km.h-1提速客运列车及120 km.h-1提速货运列车通过不同半径曲线轨道。根据现行动力学性能评定规范,对轮轨相互作用性能指标进行了综合评估分析。理论分析结果表明:提速后列车通过曲线轨道时轮轨横向动态相互作用加剧,动力性能指标的最大峰值均出现在圆曲线上,并且客运机车车辆的曲线通过性能接近,货车车辆的曲线通过性能要优于货运机车的性能。为了确保列车提速后的行车安全性,山区铁路的小半径曲线轨道须采取加强措施,提速客运列车以160 km.h-1和提速货运列车以120 km.h-1速度运行时的最小曲线半径分别取1 400 m和1 000 m。 展开更多
关键词 列车 提速 曲线轨道 轮轨相互作用 耦合动力学 评估
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重载机车车钩自由角对轮轨动态安全性能的影响 被引量:20
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作者 王开云 翟婉明 +1 位作者 封全保 朱旻昊 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期72-76,共5页
为了探明重载机车车钩自由角对机车运用安全性能的影响规律,运用大系统动力学理论,仿真计算相同制动速度不同车钩自由角、不同制动速度相同车钩自由角时的轮轨动态安全性能标。结果表明:在相同初始制动速度(80 km.h-1)条件下,当车钩最... 为了探明重载机车车钩自由角对机车运用安全性能的影响规律,运用大系统动力学理论,仿真计算相同制动速度不同车钩自由角、不同制动速度相同车钩自由角时的轮轨动态安全性能标。结果表明:在相同初始制动速度(80 km.h-1)条件下,当车钩最大自由角为3°时,轮轨动态安全性指标满足运行要求,轨距动态扩大量较小,轮轨接触点分布正常;当车钩最大自由角为4°时,则轮轴横向力不能满足安全运行要求,轨距动态扩大非常明显,出现了轮缘和钢轨侧面接触、轮轨接触点集中等异常现象。车钩最大自由角为3°时的制动初始速度的安全限值为82 km.h-1。计算结果与实际运用得出的结论一致。 展开更多
关键词 重载机车 车钩 自由角 安全性能 耦合动力学
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轮轨结构参数对列车运动稳定性的影响 被引量:20
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作者 王开云 翟婉明 蔡成标 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期43-48,共6页
基于车辆—轨道耦合动力学理论,运用动力学仿真软件TTISIM,系统地分析和探讨了机车车辆的抗蛇行减振器,一系悬挂刚度,转向架轴距,车轮踏面锥度对临界速度的影响,以及轨距,钢轨小反,轨底坡,扣件刚度和阻尼等参数对列车稳定性的影响。指... 基于车辆—轨道耦合动力学理论,运用动力学仿真软件TTISIM,系统地分析和探讨了机车车辆的抗蛇行减振器,一系悬挂刚度,转向架轴距,车轮踏面锥度对临界速度的影响,以及轨距,钢轨小反,轨底坡,扣件刚度和阻尼等参数对列车稳定性的影响。指出在计算机车车辆的临界速度时,不仅要考虑整车的结构参数和模型,还应把轨道模型和结构参数纳入整个模型和分析过程。这对铁路机车车辆结构参数优化设计,提高或改善机车车辆运动稳定性,及既有线提速改造和高(快)速铁路修建等工程问题均具有实际意义。 展开更多
关键词 耦合动力学 机车 车辆 轨道 结构参数 稳定性 蛇行运动 轮轨动力学
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重载组合列车中部机车车钩自由角对轮轨动态相互作用影响分析
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作者 魏修奇 徐彬倢 +1 位作者 曾东亮 王开云 《西华大学学报(自然科学版)》 CAS 2024年第5期67-73,共7页
针对2万吨重载组合列车中部机车的运行安全性问题,基于102型机车车钩结构特性,建立“1+1”编组形式的重载组合列车动力学模型,探究车钩自由角对轮轨动态相互作用的影响规律。此外,结合机车轮轴横向力的限值,进一步分析不同线路条件下机... 针对2万吨重载组合列车中部机车的运行安全性问题,基于102型机车车钩结构特性,建立“1+1”编组形式的重载组合列车动力学模型,探究车钩自由角对轮轨动态相互作用的影响规律。此外,结合机车轮轴横向力的限值,进一步分析不同线路条件下机车的抗压钩能力。计算结果表明:2万吨重载组合列车的中部机车在纵向压钩力作用下,车钩自由角的大小对列车运行安全性指标有显著影响,列车各项运行安全性指标随着车钩自由角增加而显著增大;在直线制动工况下,且当机车车钩自由角达8°时,压钩力超过800 kN将导致轮轴横向力超限;在R300m小半径曲线制动工况下,车钩自由角达7°时,压钩力600 kN将导致机车轮轴横向力超限。因此,合理控制车钩自由角,同时降低列车运行时的纵向冲动对保障列车安全运行具有重大意义。 展开更多
关键词 2万吨重载组合列车 机车 车钩自由角 车钩摆角
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