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高速动车组C/C-SiC复合材料制动盘渐进损伤分析
1
作者 王文静 曾祥莉 +2 位作者 韩子轩 曲俊生 焦标强 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期12-23,共12页
为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工... 为进一步研究碳陶制动盘在高速服役工况下因热-机耦合载荷产生的损伤,以高速动车组轮装C/C-SiC复合材料制动盘为研究对象,在开展碳陶复合材料力学性能试验的基础上,建立碳陶制动盘热-机耦合仿真模型并进行试验验证,仿真研究不同制动工况下制动盘的热-机特性演化规律;结合Linde准则和Hashin准则,计算高速紧急制动工况下制动盘易损伤区域的损伤量并探究纤维排布方向对制动盘损伤的影响。结果表明:碳陶复合材料面内的拉伸强度约为层间的7.3倍,面内的剪切强度约为层间的2.0倍,碳陶复合材料面内的拉伸和剪切性能优于层间,面内的高强度和高模量可保障抗变形能力,层间压缩性能稳定能避免承压工况下的分层失效,为其作为制动盘材料的适用性提供了力学支撑;热-机耦合仿真表明,随着制动初速度和制动压力的增大,碳陶制动盘的温度场、应力场及变形量均呈单调递增趋势,最大应力集中于螺栓沉孔区域,且400 km·h^(-1)初速度紧急制动工况下的渐进损伤计算结果也进一步证实制动盘最大损伤同样聚集于螺栓沉孔处;纤维方向和结构夹角的变化对制动盘轴向损伤变量影响较小,其峰值波动范围为0.153~0.157。 展开更多
关键词 高速动车组 碳陶复合材料 轮装制动盘 热-机耦合仿真 渐进损伤分析 Linde准则 Hashin准则
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复杂风沙环境下基于改进鲸鱼算法列车自动驾驶速度曲线的多目标优化
2
作者 孟建军 张鑫 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第2期791-798,共8页
针对复杂风沙环境下高速列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)速度曲线多目标优化问题,提出改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,I-WOA)。首先构建风沙耦合列车动力学模型,引入沙粒粒径参数,综合考虑气动阻... 针对复杂风沙环境下高速列车自动驾驶(automatic train operation,ATO)速度曲线多目标优化问题,提出改进鲸鱼优化算法(improved whale optimization algorithm,I-WOA)。首先构建风沙耦合列车动力学模型,引入沙粒粒径参数,综合考虑气动阻力,建立包含能耗指标、准时性指标和舒适度指标的多目标优化函数。通过多策略上算法改进:改进Tent混沌映射、设计非线性收敛因子a、ε-精英逐维反向学习策略融合Lévy飞行,提升I-WAO的收敛速度,全局搜索能力,跳出区部最优的能力。最后基于CRH3C型列车的仿真实验表明,在沙尘浓度1.0 g/m^(3)、横风风速12.5 km/h工况下,I-WOA多种算法对比后,相较于传统WOA使运行时间缩短6.12%、能耗降低6.63%、舒适度提升0.74%。当增设200 km/h临时限速区后,I-WOA仍出明显的优势。仿真实验结果表明,通过多策略的协同优化,I-WOA可有效解决强扰动环境下的多目标优化问题,为复杂风沙环境下高速列车ATO控制提供了具有工程实用价值的解决方案。 展开更多
关键词 高速列车 ATO速度曲线 多目标优化 改进鲸鱼算法 风沙耦合环境
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基于SA-LSTM的高速列车D电缆剩余使用寿命预测方法
3
作者 柴琳果 张平 +4 位作者 张辉 上官伟 陈俊杰 王剑 蔡伯根 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期171-184,共14页
为准确预测高速列车的D电缆剩余使用寿命,保证列车安全、高效运行,提出1种基于SA-LSTM的高速列车D电缆剩余使用寿命预测方法。首先,分析D电缆的内部结构、主要失效模式和失效机理,构建D电缆的有限元模型;其次,基于热击穿失效机理,构建D... 为准确预测高速列车的D电缆剩余使用寿命,保证列车安全、高效运行,提出1种基于SA-LSTM的高速列车D电缆剩余使用寿命预测方法。首先,分析D电缆的内部结构、主要失效模式和失效机理,构建D电缆的有限元模型;其次,基于热击穿失效机理,构建D电缆在不同热应力条件下的全生命周期加速退化数据集;然后,通过随机森林(RF)算法主动筛选关键退化特征,引入自注意力(SA)机制,融合统计特征并且结合长短时记忆(LSTM)网络实现剩余使用寿命(RUL)的准确预测;最后,通过D电缆退化模拟数据集验证所提方法的有效性。结果表明:所提方法性能表现优异,相较于传统LSTM,GRU,SVR和FNN等方法,在6种典型热应力工况下的平均绝对误差降低52.4%、均方根误差平均值降低49.7%,提高了复杂工况下D电缆的RUL预测精度。该方法对于提高铁路风险防控水平、保障列车运行安全具有参考价值。 展开更多
关键词 剩余使用寿命预测 D电缆 疲劳裂纹扩展 有限元分析 自注意力机制
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涡流发生器对动车组气动减阻的研究
4
作者 崔洪江 吴博威 +1 位作者 樊伟航 关颖 《铁道学报》 北大核心 2026年第2期31-39,共9页
为了降低列车高速运行受到的气动阻力,选择尾车3个典型安装位置,包括流线型过渡位置、边界层突变处和尾车压力突变处。采用基于SST k-ω湍流模型的雷诺时均法研究高速列车尾车安装涡流发生器对尾部流动特征以及列车气动载荷的影响。结... 为了降低列车高速运行受到的气动阻力,选择尾车3个典型安装位置,包括流线型过渡位置、边界层突变处和尾车压力突变处。采用基于SST k-ω湍流模型的雷诺时均法研究高速列车尾车安装涡流发生器对尾部流动特征以及列车气动载荷的影响。结果表明:涡流发生器能显著改变尾车周围的流场,产生一对与原涡流旋向相反的涡流结构,降低尾流涡强度和范围。在尾车安装涡流发生器后,气流流动受到涡流发生器的阻碍产生积聚,从而在尾车表面形成正压区域,降低压差阻力;当涡流发生器布置在尾车压力突变处时,阻力显著降低,尾车阻力降低16.8%,整车阻力降低6.82%。研究结果为动车组气动减阻提供了新的思路,对突破传统气动减阻技术的局限性具有重要意义。 展开更多
关键词 动车组 流动控制 涡流发生器 气动减阻 压差阻力
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列车车体操作主断过电压的高压侧抑制方法研究
5
作者 秦棋 张健穹 +1 位作者 王庆峰 李相强 《高压电器》 北大核心 2026年第1期190-197,共8页
目前对于列车操作主断引起车体过电压的抑制方法研究,大多是通过在车底低压部分进行过电压抑制,但由于不同车型保护接地方式的差异性,对操作主断过电压难以形成系统性的通用抑制方法。针对这一问题,从操作主断过电压的传播路径出发,研... 目前对于列车操作主断引起车体过电压的抑制方法研究,大多是通过在车底低压部分进行过电压抑制,但由于不同车型保护接地方式的差异性,对操作主断过电压难以形成系统性的通用抑制方法。针对这一问题,从操作主断过电压的传播路径出发,研究可用于动车组高压侧的过电压通用抑制方法,提出了一种基于接地电感器的过电压抑制装置,理论分析了抑制器的电感量范围、磁芯材料、耐压和抗饱和需求等,并由操作主断过电压仿真模型验证了抑制器在抑制操作主断过电压的有效性。根据电感参数需求研制了抑制电感装置实物模型,对其进行了阻抗特性分析,验证了电感抑制装置设计的合理性,为现车实际应用奠定了技术基础。 展开更多
关键词 动车组 操作主断过电压 过电压抑制 电感
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横风环境下高速列车过路堤风阻制动气动特性研究
6
作者 王红 王家琪 +1 位作者 谢红太 岳新鹏 《振动与冲击》 北大核心 2026年第1期225-236,278,共13页
为探究横风环境下装配风阻制动装置的高速列车在路堤上的气动效应,揭示路堤高度对高速列车风阻制动运行过程中气动特性的影响规律,采用计算流体动力学方法对横风环境下装配3排风阻制动装置的高速列车随路堤高度变化时外围流场分布和结... 为探究横风环境下装配风阻制动装置的高速列车在路堤上的气动效应,揭示路堤高度对高速列车风阻制动运行过程中气动特性的影响规律,采用计算流体动力学方法对横风环境下装配3排风阻制动装置的高速列车随路堤高度变化时外围流场分布和结构状态、气动载荷和脉动规律进行深入研究。结果表明:风阻制动装置的安装一定程度上破坏了原型列车外围的流场状态,随着路堤高度的增加列车和风阻制动板背风侧的涡结构逐渐发展紊乱,车体两侧和制动板前后形成的气动压差逐渐增大;受路堤高度的影响,横风环境下装配风阻制动装置高速列车的阻力较原型车有显著提升,升力和侧向力略有增加;随着路堤高度的增加,高速列车所受气动力和对应气动力系数的变化趋势基本一致,除倾覆力矩外,列车所受气动载荷均在路堤下风线工况受到的影响更大,其中头车的侧向力系数以及倾覆、俯仰和偏航力矩系数均在持续增大,且显著高于中间车和尾车,而头车和中间车的升力变化在上下风线差距较大;研究引入路堤增速系数以修正路堤上的耦合风速,构造出路堤增速系数与列车气动载荷系数的数学关系式,随着路堤高度的增加,路堤上下风线的增速系数增长趋势基本一致,其中在路堤高度为0~2.5 m时,路堤增速系数增长率最大,在2.5 m处下风线路堤增速系数达到最大为2.32,而在高路堤时增长率逐渐减小。路堤高度对横风环境下高速列车风阻制动运行安全与稳定存在重要影响,在实际运营中,应对路堤工况下列车风阻制动时的运行稳定性给予必要关注。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 横风 风阻制动 路堤 路堤增速效应
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基于IMOMSA-Kriging的高速列车悬挂参数多目标优化
7
作者 王武 李德仓 +1 位作者 李怡璇 王少杰 《科学技术与工程》 北大核心 2026年第6期2592-2600,共9页
为提高高速列车的动力学性能,改善运行平稳性与安全性,以轨系数、轮重减载率及运行平稳性为优化目标,对列车悬挂系统参数开展了多目标优化设计。基于克里金(Kriging)代理模型理论构建高精度近似模型,开发高速列车动力学性能优化平台。... 为提高高速列车的动力学性能,改善运行平稳性与安全性,以轨系数、轮重减载率及运行平稳性为优化目标,对列车悬挂系统参数开展了多目标优化设计。基于克里金(Kriging)代理模型理论构建高精度近似模型,开发高速列车动力学性能优化平台。通过改进螳螂多目标优化算法(IMOMSA),实现悬挂系统参数的全局优化。优化结果表明:经优化的悬挂参数显著改善了列车动力学性能,其中垂向平稳性指标提升最为显著,优化幅度达14.6%;同时,轮重减载率、横向平稳性及脱轨系数分别实现10.7%、8.4%和5.3%的优化率,有效提升列车的运行品质与安全性能。 展开更多
关键词 高速列车 代理模型 参数优化 改进MOMSA算法
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双源动力动车组内燃动力包热流场仿真计算分析
8
作者 弓超杰 崔洪江 《农业装备与车辆工程》 2026年第2期94-100,共7页
双源动力动车组采用内燃-电力双模驱动,提升了能源效率,其核心内燃动力包是一款高度集成的柴油发电系统,负责为牵引网络供电。为了对双源动力动车组内燃动力包内部及周围的复杂三维流动与传热过程进行系统性仿真与分析,采用CFD方法,结合... 双源动力动车组采用内燃-电力双模驱动,提升了能源效率,其核心内燃动力包是一款高度集成的柴油发电系统,负责为牵引网络供电。为了对双源动力动车组内燃动力包内部及周围的复杂三维流动与传热过程进行系统性仿真与分析,采用CFD方法,结合Creo与ANSYS Icepak软件,建立了内燃动力包的热流场有限元模型并完成网格划分。对模型进行仿真计算,得到了内部的温度与流场分布,对结果进行分析并对结构进行了优化,得到的模型进行仿真后具备更好的安全性与可靠性。 展开更多
关键词 双源动力动车 动力包 热流场仿真 通风散热 结构优化
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服役动车组相对损伤动态评估方法
9
作者 齐鹏宇 王华胜 朱庆龙 《中国铁道科学》 北大核心 2026年第1期24-30,共7页
针对不同线路和环境下长期服役动车组绝对损伤程度难以精准确定的问题,提出基于广义服役载荷、历程及累积损伤量的服役动车组相对损伤评估原理,分别针对常规载荷和恶劣载荷定义累积损伤量、相对损伤系数及其计算式;在此基础上,进行动车... 针对不同线路和环境下长期服役动车组绝对损伤程度难以精准确定的问题,提出基于广义服役载荷、历程及累积损伤量的服役动车组相对损伤评估原理,分别针对常规载荷和恶劣载荷定义累积损伤量、相对损伤系数及其计算式;在此基础上,进行动车组延寿评估的高效率和置信度分析;依据服役动车组相对损伤评估结果,按照服役动车组的相对损伤程度,合理安排运行线路和维修措施,优化服役动车组运维策略;通过轴箱振动加速度模拟算例,进行服役动车组相对损伤评估方法应用分析。结果表明:采用该方法,可解决服役动车组绝对损伤难以精准计算的问题,实现对相对损伤的定量评估;在根据置信度扩大验证样本数量的同时,可更快速地获得验证信息,实现基于相对损伤的动车组延寿高效评估,并使验证结果更加可信;按照服役动车组的相对损伤程度合理安排运行线路和维修措施,既能提升动车组运行安全性,又能充分发挥装备效能。 展开更多
关键词 服役动车组 相对损伤 损伤评估 服役载荷 服役历程 运维策略
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一种融合空气制动的高速动车组恒速控制方法
10
作者 张晓晋 高枫 +1 位作者 张顺广 李洋涛 《铁道机车车辆》 北大核心 2026年第1期79-83,共5页
高速动车组的恒速控制是当前研究热点,空电融合制动是其中的一个重要研究方向。空电融合的恒速控制方法可以防止运营过程中超速5 km/h。当电制力不足时,引入空气制动以达到更强的制动能力,更快地达到目标速度。文中初步探索了空电融合... 高速动车组的恒速控制是当前研究热点,空电融合制动是其中的一个重要研究方向。空电融合的恒速控制方法可以防止运营过程中超速5 km/h。当电制力不足时,引入空气制动以达到更强的制动能力,更快地达到目标速度。文中初步探索了空电融合的恒速控制方案,仿真对比了空电融合制动和只有电制力制动时速度收敛差异,仿真了由于过分相导致电制力不足时上空气制动,防止超速5 km/h。空电融合的恒速控制方法具有一定优势。 展开更多
关键词 动车组 列车控制监视系统 恒速控制 空电融合
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基于相似性检测的动车组过程数据压缩算法研究
11
作者 叶鹏迪 李申龙 +2 位作者 杨晓明 杨阔 吕赫 《铁道机车车辆》 北大核心 2026年第1期33-38,共6页
为了满足动车组日常运维管理工作对列车运行数据日益增长的需求,针对动车组入所后,车地非实时数据文件传输量不断增加与列车的供电传输时长有限之间的矛盾,提出了一种基于相似性检测的动车组过程数据压缩算法。该算法利用海明距离实现... 为了满足动车组日常运维管理工作对列车运行数据日益增长的需求,针对动车组入所后,车地非实时数据文件传输量不断增加与列车的供电传输时长有限之间的矛盾,提出了一种基于相似性检测的动车组过程数据压缩算法。该算法利用海明距离实现对列车过程数据的相似性检测,并基于数据相似性进行去重后,再用传统压缩算法实现进一步压缩,大幅降低待传输的非实时数据文件大小,最终在地面还原原始数据。试验结果表明,动车组非实时数据文件记录的过程数据中,存在大量重复或相似数据,而该算法能应对较低的额外性能开销,将原始非实时数据文件减小近50%,即减少了一半的传输时间,能更好地适应列车入所后传输时间受限的工况,提高数据传输的完整性。 展开更多
关键词 车地数据传输 相似性检测 列车控制和管理系统
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动车组检修轮装制动盘疲劳损伤研究
12
作者 吕宝佳 杨广楠 +1 位作者 焦标强 马哲 《铁道机车车辆》 北大核心 2026年第1期123-127,共5页
制动盘是保障高速动车组安全运行的核心部件,通过与闸片摩擦产生制动力,实现列车的减速或停车。车轮到限,轮装制动盘与车轮拆解后,普遍发生翘曲变形,为实现轮装制动盘检修复用,需要对旧轮装制动盘进行检修处理,使制动盘安装面平面度满... 制动盘是保障高速动车组安全运行的核心部件,通过与闸片摩擦产生制动力,实现列车的减速或停车。车轮到限,轮装制动盘与车轮拆解后,普遍发生翘曲变形,为实现轮装制动盘检修复用,需要对旧轮装制动盘进行检修处理,使制动盘安装面平面度满足组装标准。文中分析了S-N、ε-N和SWT这3种疲劳寿命预测方法特点和适用工况,结合制动盘矫形检修后局部产生等效塑性应变特点,选择综合考虑应力和应变影响的SWT准则进行矫形检修后制动盘最大损伤位置的耐久分析,评估制动盘矫形损伤对后续制动盘复用影响,计算结果表明盘体矫形检修后发生最大塑性应变位置够经受2262次制动初速度350 km/h连续2次紧急制动工况,制动盘矫形过程产生的等效塑性应变和残余应力能够满足后续制动盘正常运用。 展开更多
关键词 制动盘 疲劳损伤 SWT疲劳准则
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变分模态分解在动车组铁磁谐振信号识别中的应用
13
作者 谢沂航 王庆峰 +2 位作者 张健穹 李相强 唐先锋 《重庆理工大学学报(自然科学)》 北大核心 2026年第2期127-132,共6页
针对实际车况中,铁磁谐振信号同其他过电压信号特征提取难,信号识别准确率低的问题,提出了一种利用灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)及最小二乘支持向量机(least squares ... 针对实际车况中,铁磁谐振信号同其他过电压信号特征提取难,信号识别准确率低的问题,提出了一种利用灰狼优化算法(grey wolf optimizer, GWO)优化变分模态分解(variational mode decomposition, VMD)及最小二乘支持向量机(least squares support vector machine, LS-SVM)的信号识别方法。首先利用灰狼优化算法确定变分模态分解的模态数K及惩罚因子α。其次,用变分模态算法将信号分解成K个固有模态,并提取信号近似熵、包络熵、模糊熵、排列熵,样本熵、奇异值特征,组成高维信号特征向量。最后输入到最小二乘支持向量机中进行分类。实验选取仿真及实测动车组铁磁谐振波形对信号识别模型进行验证,结果表明,该模型精度较高,可有效识别动车组铁磁谐振信号,相较于传统的识别方法具有较大的优势。 展开更多
关键词 动车组 电压互感器 铁磁谐振 变分模态分解
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基于扰动观测器的高速列车固定时间控制研究
14
作者 罗美芸 赵凯辉 +2 位作者 马文瑞 贾林 黄宜山 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2026年第1期27-40,共14页
针对高速列车系统在实际运行过程中存在不确定性外部扰动以及系统非线性等问题,为实现高速列车各节车厢能够精准、快速且稳定地跟踪目标速度−位移曲线,提出一种基于滑模扰动观测器的固定时间滑模控制方法。首先,根据列车运行的动力学特... 针对高速列车系统在实际运行过程中存在不确定性外部扰动以及系统非线性等问题,为实现高速列车各节车厢能够精准、快速且稳定地跟踪目标速度−位移曲线,提出一种基于滑模扰动观测器的固定时间滑模控制方法。首先,根据列车运行的动力学特性,综合考虑其所受到的基本运行阻力、附加环境阻力以及车厢间耦合作用力,建立满足列车实际运行状况的多质点模型。其次,针对系统模型存在的扰动项,为提高滑模趋近运动速度,选取双幂次趋近律,设计扩展非奇异快速终端滑模扰动观测器,确保其在固定时间内精确估计系统不确定外部扰动。为避免高速列车控制系统产生奇异问题,采用改进型变幂次趋近律削弱传统指数趋近律造成的滑模抖振,设计固定时间非奇异快速终端滑模控制器,并将外部扰动观测值反馈补偿至控制器中,保证列车控制系统的鲁棒性与快速性。同时,利用Lyapunov稳定性理论证明了所提出高速列车控制方法的稳定性和收敛性。最后,以CRH3型列车参数进行仿真验证。结果表明,所提控制方法的跟踪精度较固定时间非奇异快速终端滑模控制方法和非奇异终端滑模控制方法有较大的提升,对外部干扰具有强鲁棒性,实现了高速列车精确跟踪目标速度−位移曲线,相邻车厢等距运行,为高速列车的安全稳定运行提供参考。 展开更多
关键词 高速列车 多质点模型 固定时间收敛 扩展滑模扰动观测器 非奇异快速终端滑模
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钉扎磁浮列车分布式紧急制动控制多目标优化
15
作者 何沛恒 张继业 +1 位作者 隋皓 张卫华 《铁道学报》 北大核心 2026年第1期100-113,共14页
高温超导钉扎磁浮列车突遇直线电机失效时需进行紧急制动,为研究涡流制动器的控制方法和列车动力学行为,建立较完善的多编组列车纵向动力学模型并考虑两种控制器。一种是以期望加速度为目标控制制动力的简单控制器,但忽略磁浮架之间的... 高温超导钉扎磁浮列车突遇直线电机失效时需进行紧急制动,为研究涡流制动器的控制方法和列车动力学行为,建立较完善的多编组列车纵向动力学模型并考虑两种控制器。一种是以期望加速度为目标控制制动力的简单控制器,但忽略磁浮架之间的相对误差以及车体与磁浮架的相互作用;另一种是“顾前型”滑模控制器,以缓解列车的纵向振荡。在满足系统稳定性要求的控制参数范围内进行拉丁超立方抽样,利用Kriging方法建立控制参数与动力学指标之间的代理模型,并通过NSGA-Ⅱ遗传算法寻优,经多次加点迭代计算后获得制动效果相对最好的控制参数Pareto前沿。建立的纵向动力学模型可用于列车的纵向振动研究,经多目标优化后的“顾前型”滑模控制器可实现较理想的制动过程。 展开更多
关键词 高温超导钉扎磁悬浮 分布式制动 滑模控制 多目标优化
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关键区域优化对高速列车横风气动特性影响
16
作者 姜霁芸 刘堂红 +2 位作者 王鑫然 高鸿瑞 王雷 《空气动力学学报》 北大核心 2026年第1期137-146,共10页
为提高列车高速运行时的性能与能效,减阻设计至关重要。在横风环境中,列车气动特性往往显著恶化,导致气动载荷剧烈波动。为深入探究不同气动外形减阻方案下400 km/h高速列车在横风环境中的适应性,本研究采用基于SST k-ω湍流模型的改进... 为提高列车高速运行时的性能与能效,减阻设计至关重要。在横风环境中,列车气动特性往往显著恶化,导致气动载荷剧烈波动。为深入探究不同气动外形减阻方案下400 km/h高速列车在横风环境中的适应性,本研究采用基于SST k-ω湍流模型的改进延迟分离涡模拟方法,对多种减阻措施下列车的横风气动性能进行数值模拟,并辅以风洞试验验证。研究选取转向架优化与受电弓优化两类典型气动减阻措施,系统分析列车在横风下的气动载荷变化及周围流场演变规律。结果表明:两种减阻措施在横风环境下均表现出显著减阻效果,其中转向架优化工况整车阻力降低66.7%,受电弓优化工况降低20.0%。然而,与基准模型相比,转向架优化使头车背风侧负压幅值明显增大,导致头车横向力增加4.2%,倾覆力矩增加3.7%,中车升力减少7.1%,尾车倾覆力矩增大16.9%。受电弓优化后,背风侧涡发展减缓,远离车体表面的气流速度降低,中车后部及尾车背风侧的高负压区扩大,致使中车横向力增加39.2%,尾车横向力增加111.7%。研究表明,转向架与受电弓的优化设计虽能有效降低气动阻力,但在横风环境下可能恶化列车的气动稳定性。当运行速度处于100~360 km/h之间时,两种优化方案均导致列车临界风速显著下降,运行安全区域受到较大影响。因此,在对高速列车进行减阻优化设计时,除了要考虑在正常环境下的减阻效果外,还必须综合考虑列车在横风环境下的适应性,以确保列车的运行安全。 展开更多
关键词 高速列车 减阻 横风 数值模拟 转向架 受电弓 优化设计
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风阻制动装置纵向布局密度对高速列车制动效果的影响
17
作者 谢红太 王红 《西南交通大学学报》 北大核心 2026年第1期253-264,共12页
为进一步探究风阻制动装置在速度400 km/h及更高速列车上的协同布局,明确适配现阶段我国标准动车组风阻制动系统的整体制动收益和制动效率,以CR400AF平台动车组车体外形和基础制动系统配置为参考,装配不同数量的“蝶形”风阻制动装置;... 为进一步探究风阻制动装置在速度400 km/h及更高速列车上的协同布局,明确适配现阶段我国标准动车组风阻制动系统的整体制动收益和制动效率,以CR400AF平台动车组车体外形和基础制动系统配置为参考,装配不同数量的“蝶形”风阻制动装置;仿真计算不同工况下装配风阻制动装置高速列车的气动特性,提出适用于风阻制动问题的直接积分法解算方法;将列车在某一初速度工况下单纯依靠风阻制动装置进行制动停车,与列车惰行至停车的制动效果作对比分析;建立列车制动运行方程,采用分段累计法计算风阻制动配合常用制动与紧急制动的制动距离和制动时间.研究结果表明:风阻制动装置的安装对于提高列车整体气动阻力有明显的制动收益,布置密度越大,前后排风阻制动板间气动干涉效应越显著;采用联合风阻制动的复合制动方式可有效弥补高速阶段黏着制动力的不足,同时,可解决风阻制动低速阶段制动力收益低的问题;联合制动距离与速度平方成正比,制动时间与速度一次方成正比,联合风阻制动可将350 km/h的初速度紧急制动距离缩减至5500 m以内. 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 风阻制动装置 制动距离 制动时间 紧急制动 常用制动
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基于双策略优化VMD-HO-LSTM的锂电池剩余寿命预测
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作者 杨朋朋 曾圣浩 +1 位作者 薛海 白永亮 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2026年第1期120-128,共9页
针对锂电池健康状态(SOH)预测精度不足的问题,提出一种基于变分模态分解与河马算法,优化长短期记忆神经网络(VMD-HO-LSTM)的模型预测锂电池剩余寿命。首先,为消除锂电池的虚假容量信号,采用变分模态分解(VMD)方法对锂电池容量进行分解,... 针对锂电池健康状态(SOH)预测精度不足的问题,提出一种基于变分模态分解与河马算法,优化长短期记忆神经网络(VMD-HO-LSTM)的模型预测锂电池剩余寿命。首先,为消除锂电池的虚假容量信号,采用变分模态分解(VMD)方法对锂电池容量进行分解,得到本征模态分量(IMF)并进行重构;其次,将Logistic映射和自适应学习率融入河马算法(HO),避免迭代过程陷入局部最优,并采用改进河马算法优化长短时记忆(LSTM)网络参数,建立改进的HO-LSTM模型;最后,基于改进的HO-LSTM模型开展锂电池SOH预测,提升预测准确度。基于锂电池容量数据验证,结果表明:相较于单一LSTM预测模型,基于双策略优化的VMD-HO-LSTM模型预测精度提升了49.6%~81.9%;相较于VMD-LSTM模型,电池预测精度提升23.4%~59.0%,该模型预测精度在0.976~0.998,建立的模型和分析方法对锂电池SOH具有较好的预测效果。 展开更多
关键词 车辆与机电工程 锂电池 剩余寿命 双策略优化 长短期记忆神经网络
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新型高速列车风阻制动装置气动特性及制动性能研究 被引量：2
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作者 王红 谢红太 《铁道学报》 北大核心 2025年第1期38-46,共9页
为实现高速列车风阻制动系统在高速运行或紧急制动阶段,满足双向多模式多级选择制动,同时具备优良的空气动力学特性,以设计速度为400 km/h的高速动车组为参考,提出“窗形”风阻制动装置及其改进型设计方案,并进行气动分析与制动性能研... 为实现高速列车风阻制动系统在高速运行或紧急制动阶段,满足双向多模式多级选择制动,同时具备优良的空气动力学特性,以设计速度为400 km/h的高速动车组为参考,提出“窗形”风阻制动装置及其改进型设计方案,并进行气动分析与制动性能研究。以改进型“窗形”风阻制动装置前后两排风阻制动板纵向中间补偿板有效长度为变量,建立计算流体动力学模型,研究发现:当中间补偿板有效长度增加至1.75 m制动工作时,双排风阻制动板整体产生的气动阻力约为4.37 kN,气动阻力系数为1.08,附加气动升力约为0 kN,阻力贡献与单排风阻制动板产生的制动力基本相当,前排对后排的直接干涉系数为临界值1;当中间补偿板有效长度为2 m时,计算风阻制动板纵向对称面内距离外围轮廓100 mm处空间范围的声压级达102.20 dBA,对应声功率为2.82×10^(-2)W/m^(3);当每节车辆均布1组改进型“窗形”风阻制动装置时,其所能提供的有效风阻制动力为28.7 kN,风阻瞬时减速度为0.0674 m/s^(2),为列车紧急制动减速度的13%,同时大于1级常用制动减速度,阻力贡献明显。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 风阻制动装置 气动特性 数值仿真
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轮轨黏着状态对动力集中动车组动力车蛇行运动稳定性影响
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作者 张恒 张志超 +3 位作者 吕凯凯 储高峰 凌亮 翟婉明 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第3期21-31,共11页
针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,... 针对时速160 km顶推式动力集中动车组动力车在复杂轮轨黏着条件下的车体蛇行运动稳定性,通过建立的17个自由度动车组横向简化模型进行根轨迹分析,采用非线性数值仿真模型分析不同轮轨等效锥度和接触条件下蛇行分岔行为和随机振动特性,研究不同轮轨摩擦系数和牵引力对动力集中动车组动力车低锥度车体蛇行运动稳定性的影响。结果表明:低轮轨等效锥度下车辆蛇行运动模态与其他固有模态相耦合,导致系统阻尼过低,引起车辆一次蛇行失稳,这是动力车出现低频横向异常振动的主要原因;轮轨黏着状态显著影响动力车的一次蛇行运动稳定性,低轮轨界面摩擦系数将显著降低车辆最小阻尼值和蛇行运动频率,降低非线性分岔临界速度;低轮轨摩擦系数条件下,较大的牵引力将进一步加剧蠕滑饱和现象,降低非线性分岔临界速度和蛇行运动频率;车体横向振动加速度未随轮轨黏着状态的劣化而加剧,当蛇行运动频率接近车体固有模态频率1.1 Hz时,车体横向振动加速度在蛇行运动频率处幅值增大;相较于采用构架横向振动加速度幅值,采用轮轴横向力对动车组车体蛇行稳定性进行评估更为合理。 展开更多
关键词 动力集中动车组 轮轨摩擦系数 牵引力 蛇行运动 稳定性 轮轴横向力 振动加速度
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