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动车组铝合金焊接车体疲劳强度动态可靠度分析
1
作者 卢耀辉 江明俊 +3 位作者 王秋实 张雅东 鲜于悦恒 朱生长 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期145-156,共12页
动车组车体焊缝部位在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷,针对其动态疲劳可靠度评估问题,本文建立一种动态应力-强度干涉模型用于精准计算.首先,通过车辆系统动力学模型计算中间车体的垂向及纵向载荷-时间历程,采用代理模型方法将车... 动车组车体焊缝部位在服役过程中承受着复杂的多轴随机载荷,针对其动态疲劳可靠度评估问题,本文建立一种动态应力-强度干涉模型用于精准计算.首先,通过车辆系统动力学模型计算中间车体的垂向及纵向载荷-时间历程,采用代理模型方法将车体所受的多轴随机载荷转化为焊缝部位的动态结构应力.其次,通过雨流计数法将其修正转化为车体焊缝部位的等效结构应力范围,应用两参数威布尔分布拟合得到应力概率分布.最后,由铝合金焊接接头应力-寿命(主S-N)曲线导出强度数据,结合基于损伤的强度退化模型及应力概率分布函数和概率密度函数建立动态应力-强度干涉模型,研究车体动态变化的疲劳强度可靠度.研究结果表明:车体关注部位疲劳强度可靠度在运行初期很高,但随着运行里程的增加会逐渐降低,在1 400万km服役里程中,位于车体底架垂向载荷输入位置附近的搭接焊缝疲劳强度可靠度降低最多,达0.116 5;车体各关注点失效率随着运行里程的增加先减小后增加,呈现出浴盆曲线的早期失效期和损耗失效期特征;采用多项式拟合法计算大型车体结构的动态应力是可行且高效的,可为车体运维及安全可靠度评估提供参考. 展开更多
关键词 车辆工程 焊接车体 等效结构应力 强度退化 动态可靠度
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凸包型非光滑高速列车减阻机理数值分析
2
作者 杜礼明 陈婧 +2 位作者 王瀚宇 莫丹心 王修召 《中国铁路》 北大核心 2025年第10期56-67,共12页
随着高速列车运行速度进一步提升,气动阻力对列车运行效率和能耗的影响日益凸显,将Lotteau效应应用于高速列车的表面设计,可显著降低气动阻力。对CR400BF型高速列车进行研究,将凸包结构应用于列车车顶、车头、车尾表面,研究凸包的主要... 随着高速列车运行速度进一步提升,气动阻力对列车运行效率和能耗的影响日益凸显,将Lotteau效应应用于高速列车的表面设计,可显著降低气动阻力。对CR400BF型高速列车进行研究,将凸包结构应用于列车车顶、车头、车尾表面,研究凸包的主要结构参数(高度、半径、阵列距离)对列车气动阻力的影响、凸包在列车表面不同位置时的列车运行情况,分析Lotteau效应对列车气动阻力的影响规律以及列车表面产生的流动分离情况、涡流结构和强度。在此基础上,设计出减阻综合效果最佳的凸包结构。结果表明:将CR400BF型高速列车的车顶流线型区域替换为适当结构的凸包(高度120 mm、半径450 mm、阵列距离900 mm),可显著降低列车气动阻力,相对于光滑表面列车,整车气动阻力减小5.4%;当CR400BF型高速列车的车头、车顶、车尾流线型区域均具有凸包结构时,列车气动阻力降低最多,相对于光滑表面列车,减阻率可达7.7%。 展开更多
关键词 高速列车 Lotteau效应 气动阻力 凸包 减阻
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基于吹气控制的重联高速列车气动减阻研究
3
作者 武振锋 刘万露 +1 位作者 周洋 安乐 《大连理工大学学报》 北大核心 2025年第6期609-615,共7页
为降低重联高速列车的气动阻力并减少牵引电机的能耗,采用基于剪切应力输运(SST)k-ω模型的改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法,结合重联高速列车外流场的结构特征,在列车头部和尾部不同位置设置主动吹气装置,探究不同吹气速度对气动减阻效... 为降低重联高速列车的气动阻力并减少牵引电机的能耗,采用基于剪切应力输运(SST)k-ω模型的改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法,结合重联高速列车外流场的结构特征,在列车头部和尾部不同位置设置主动吹气装置,探究不同吹气速度对气动减阻效果的影响.研究分析了气动阻力变化机理,并比较了不同吹气速度下流场结构的变化规律.结果表明,设置吹气口可显著降低重联高速列车的气动阻力.当吹气速度V_(b)为0.05V_(c)~0.25V_(c)时,整车最大减阻率达7.9%.吹气形成的气膜阻碍了周围气流运动,导致头车H1表面压力出现显著波动.头车H1、尾车T1、头车H2及尾车T2的车顶壁面剪切应力τ_(ω)均随吹气速度提高而下降,其中头车H1降低幅度最大,达26.2%. 展开更多
关键词 重联高速列车 吹气控制 气动减阻 流场结构 数值模拟
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底部导流板结构对高速列车气动减阻特性影响研究
4
作者 武振锋 周洋 +1 位作者 安乐 刘万露 《北京交通大学学报》 北大核心 2025年第2期157-165,共9页
为降低高速列车转向架区域的气动阻力,提出3种不同结构的导流板设计方案,通过对列车底部的气流进行合理引流,进而实现节能降耗的目的.数值模拟采用基于SST k-ω模型的改进的延迟分离涡方法(Improved Delayed Detached Eddy Simulation,I... 为降低高速列车转向架区域的气动阻力,提出3种不同结构的导流板设计方案,通过对列车底部的气流进行合理引流,进而实现节能降耗的目的.数值模拟采用基于SST k-ω模型的改进的延迟分离涡方法(Improved Delayed Detached Eddy Simulation,IDDES),对安装不同结构导流板的高速列车气动减阻效果进行对比研究,并分析导流板对列车底部转向架区域流场和尾涡的影响.研究结果表明:安装导流板后,虽然列车车体阻力增大,但转向架自身气动阻力大幅降低;因导流板的引流作用,列车底部空气流速变缓,转向架突出部件受气流冲击程度减弱;转向架区域的正压面积大幅减小,前后压力差变小是转向架自身气动阻力降低的主要原因;当列车以350 km/h速度运行时,与原型车相比,模型Ⅰ、模型Ⅱ和模型Ⅲ的整车减阻率分别为8.1%,9.8%和12.1%;受导流板的影响,3种列车模型尾部三维涡旋结构均出现变化,尾车鼻尖附近的湍动能强度也呈现出降低的趋势,说明尾涡对列车的拖拽效果减弱,进而降低了高速列车的气动阻力. 展开更多
关键词 高速列车 底部导流板 气动阻力 流场结构 数值模拟
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高速列车转向架区域气动外形优化与减阻特性研究
5
作者 武振锋 周洋 +1 位作者 安乐 刘万露 《铁道学报》 北大核心 2025年第10期45-53,共9页
为减小高速列车转向架区域的局部气动阻力,进而达到降低能耗的目的,以流线化和安装导流板的方式,分别对动车、拖车的转向架区域进行气动外形优化设计。采用基于SST k-ω模型的RANS方法,通过建立计算模型、设定计算区域、划分网格、确定... 为减小高速列车转向架区域的局部气动阻力,进而达到降低能耗的目的,以流线化和安装导流板的方式,分别对动车、拖车的转向架区域进行气动外形优化设计。采用基于SST k-ω模型的RANS方法,通过建立计算模型、设定计算区域、划分网格、确定边界条件等步骤,分别以安装传统转向架和流线型转向架(含导流板)的高速列车为研究对象,模拟计算2种模型明线条件下转向架区域的局部阻力、车体阻力、总阻力,从转向架区域的流场结构变化分析流线型转向架与导流板结合后的气动减阻机理,并对比说明2种模型的尾部流场差异。研究结果表明:在列车底部安装流线型转向架和导流板后,转向架区域正压面积减小,负压面积增大,压力场改变使转向架区域的气动阻力降低比较明显。当列车速度为200~400 km/h时,中间车减阻效果相对最好,平均减阻率达到19.8%,头车、尾车的减阻率分别为8.8%、7.0%,整列车的平均减阻率为10.8%。此外,受流线型转向架和导流板的引流作用,列车尾部流场也出现明显变化,不仅近尾流区的滑流速度降低,而且尾涡位置也逐渐向下偏移。 展开更多
关键词 高速列车 流线型转向架 底部导流板 气动阻力 数值模拟
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高速列车偏心车轮踏面的高阶多边形磨耗机理研究 被引量：1
6
作者 康熙 宫巍容 +5 位作者 刘锐涵 赵洋 陈翔 陈光雄 崔晓璐 禄盛 《表面技术》 北大核心 2025年第1期132-139,共8页
目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动... 目的研究高铁车轮几何偏心与车轮踏面高阶多边形磨耗之间的关系。方法在匀速运行期间对高速列车轴箱体的三向振动加速度进行测试,并分析功率谱密度;建立轮对-钢轨系统有限元模型,采用瞬时动态法计算车轮不同几何偏心工况下轮轨力的波动情况;采用复特征值法分析轮轨在饱和纵向蠕滑力激励下系统的稳定性,预测引起车轮高阶多边形磨耗的轮轨不稳定振动,并研究对列车运行速度和运营环境的影响。结果高速列车以237 km/h的速度运行且轮轨摩擦因数为0.23时,0.7 mm及以上的车轮几何偏心量会导致轮轨最大纵向蠕滑力达到饱和状态,引起614 Hz的轮轨系统不稳定振动,造成车轮24~25阶多边形磨耗的形成。当车速从200 km/h分别增至300、400 km/h时,引起纵向蠕滑力饱和的车轮几何偏心临界值从0.8 mm分别减至约0.67、0.56 mm。当轮轨间摩擦因数为0.21及以上时,饱和纵向蠕滑力激励的轮轨系统614 Hz不稳定振动的等效阻尼比随着轮轨摩擦因数的增大而减小。在摩擦因数0.21~0.27范围内,该振动的发生趋势线性增强。当摩擦因数降至0.21以下时,该振动趋于稳定。结论在列车高速运行时,超过一定临界值的车轮几何偏心可引起轮轨纵向蠕滑力周期性饱和,激发轮轨系统不稳定振动,从而引起踏面高阶多边形磨耗。车速的提高会导致车轮几何偏心临界值的降低,轮轨摩擦因数增大会造成不稳定振动的发生趋势线性增强,进而引发更为严重的车轮高阶多边形磨耗。 展开更多
关键词 车轮高阶多边形磨耗 有限元仿真 摩擦自激振动 高速列车 偏心车轮 轮轨饱和蠕滑力
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热力耦合作用下高速列车橡胶球铰疲劳耐久性评估方法 被引量：1
7
作者 公衍军 熊伟 +2 位作者 由天宇 尹盛文 王中钢 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第1期66-76,共11页
为进一步提升高速列车转向架关键橡胶节点在运行工况下的疲劳耐久性分析精度,对橡胶球铰在热力耦合作用下的疲劳耐久性进行研究。以某型号高速列车转向架橡胶球铰为对象,采用多体动力学方法建立高速列车车辆动力学模型,提取转向架转臂... 为进一步提升高速列车转向架关键橡胶节点在运行工况下的疲劳耐久性分析精度,对橡胶球铰在热力耦合作用下的疲劳耐久性进行研究。以某型号高速列车转向架橡胶球铰为对象,采用多体动力学方法建立高速列车车辆动力学模型,提取转向架转臂橡胶球铰在列车不同运行速度条件下的载荷历程数据,并施加于橡胶球铰有限元模型的载荷边界,分析橡胶球铰在列车运行载荷历程下的应力-应变场及其变化规律。基于Fortran语言编写程序计算橡胶球铰生热率,赋予各个橡胶单元,设定热边界及载荷条件。采用热力耦合方法计算橡胶球铰的温度场与热耦合应力-应变场,并在热力耦合作用下分析橡胶球铰的疲劳耐久性。结果表明:随着列车运行速度增加,轮轨间冲击激扰作用增强,转向架部位橡胶球铰交变载荷频率加快,有效载荷增大,进而导致橡胶球铰结构应力相应增大;考虑热力耦合作用时,橡胶材料的动态黏弹性在交变载荷激励下的阻尼引起橡胶生热并随列车运行速度提高而逐步增加,橡胶球铰温升导致热应力增加,疲劳耐久性显著降低;在列车运行时速400km/h、环境温度25℃时,橡胶球铰最高温度为43.14℃,对比同等条件下未考虑热力耦合作用的橡胶球铰,最大应力增大22.80%,疲劳寿命下降39.11%。研究结果为进一步提高列车转向架橡胶球铰疲劳耐久性的预测精度提供了方法与参考。 展开更多
关键词 橡胶球铰 热力耦合 温度场分析 疲劳耐久性 转向架
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钢轨波磨对高速列车制动盘振动影响分析
8
作者 朱海燕 汪怡 +3 位作者 杨世俊 金铭泽 连盛荣 肖乾 《噪声与振动控制》 北大核心 2025年第4期1-6,13,共7页
为探究钢轨波磨对高速列车制动盘振动特性的影响,构建车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,同时添加轨道不平顺和钢轨波磨激励,对不同工况进行仿真,研究高速列车以不同速度级通过钢轨波磨区段时制动盘的振动特性及车轴-制动盘的振动传递关系。... 为探究钢轨波磨对高速列车制动盘振动特性的影响,构建车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,同时添加轨道不平顺和钢轨波磨激励,对不同工况进行仿真,研究高速列车以不同速度级通过钢轨波磨区段时制动盘的振动特性及车轴-制动盘的振动传递关系。结果表明:制动盘通过波磨区段时在垂向上发生剧烈振动的频率范围更广,在横向上频率集中,钢轨波磨更易引起制动盘的垂向振动;制动盘的振动加速度均方根值随波长增大先减小后增大,随波深增大不断增大,从车轴到制动盘的振动均被放大,由波磨引起列车振动频率与制动盘或轮对的固有频率接近,共振使振动加剧,会影响此变化规律。列车变速通过钢轨波磨区段或改变制动盘的结构可避免发生共振,此研究成果可为制动盘结构设计提供参考。 展开更多
关键词 振动与波 高速列车 钢轨波磨 制动盘 振动加速度 共振
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开/闭口工况下高速列车弓腔耦合系统气动噪声仿真研究
9
作者 袁思齐 杨志刚 +1 位作者 李雪亮 肖强 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第8期3387-3397,共11页
车速超过0.3马赫数后受电弓及腔的耦合系统成为主要气动噪声源之一,会带来弓腔耦合噪声问题,影响列车运行舒适性。针对时速400 km高速列车开展开/闭口工况下的弓腔耦合系统气动发声特征及声辐射特性研究,采用三维非定常可压缩N-S方程和... 车速超过0.3马赫数后受电弓及腔的耦合系统成为主要气动噪声源之一,会带来弓腔耦合噪声问题,影响列车运行舒适性。针对时速400 km高速列车开展开/闭口工况下的弓腔耦合系统气动发声特征及声辐射特性研究,采用三维非定常可压缩N-S方程和LES湍流模拟方法求解高速列车受电弓绕流流场,采用K-FWH积分方程计算远场辐射噪声。研究结果表明:开/闭口工况下受电弓区域等效声源占比特征相同,即底部绝缘结构占比居中,中部杆系结构占比最多,顶部受流结构占比较少。闭口工况下3部分分别占比11.1%、87.9%、1%,开口工况中三者占比分别为12%、86.6%、1.4%。闭口工况下的表面等效声源主频率峰值能量和总能量均大于开口工况。开/闭口工况下峰值频率均为1600 Hz,峰值能量分别为5.11×10^(10) N^(2)/s^(2)和1.11×10^(11) N^(2)/s^(2),总能量分别为5.16×10^(12)N^(2)/s^(2)和1.19×10^(13)N^(2)/s^(2)。闭口工况下远场辐射噪声大于开口工况。2种受电弓工况的最大声压级均在相对受电弓纵向位置[−8,8]m范围内,其中闭口受电弓最大声压级为8 m处的88.1 dB(A),开口受电弓最大声压级为4 m位置处的85.6 dB(A)。研究根据所得声辐射特性,提出开口受电弓安装方式有利于降低气动噪声,可为时速400 km等级高速列车降噪提供理论指导和技术支持。 展开更多
关键词 高速列车 受电弓 开/闭口运行 列车空气动力学 气动声学
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半挂汽车列车关键参数对动力学稳定性影响的量化分析
10
作者 周猛 宁一高 +2 位作者 赵轩 王姝 付子扬 《汽车工程》 北大核心 2025年第7期1369-1382,共14页
半挂汽车列车动力学稳定性受到多种参数的影响,且相关参数对动力学稳定性的影响规律及影响程度尚不清晰。为此,本文建立半挂汽车列车7自由度动力学机理模型,通过与试验数据标定过的TruckSim模型在多种测试工况下进行对比,验证了机理模... 半挂汽车列车动力学稳定性受到多种参数的影响,且相关参数对动力学稳定性的影响规律及影响程度尚不清晰。为此,本文建立半挂汽车列车7自由度动力学机理模型,通过与试验数据标定过的TruckSim模型在多种测试工况下进行对比,验证了机理模型的准确性。然后,采用机理模型研究了挂车质心垂向位置、牵引车和挂车轴侧偏刚度、牵引车和挂车侧倾刚度、铰接点侧倾刚度,以及挂车簧上质量等关键参数对动力学稳定性的影响。在此基础上,结合TruckSim模型进行量化分析,得出全工况平面内各参数对动力学稳定性影响的百分比量化指标及其变化规律,挂车质心垂向位置的变化占3.14%~4.53%,挂车簧上质量的变化占23.34%~34.66%,牵引车前轴侧偏刚度的变化占20.87%~30.38%,牵引车后轴侧偏刚度的变化占21.67%~33.72%,挂车轴侧偏刚度的变化占5.74%~8.48%,牵引车侧倾刚度的变化占3.55%~6.81%,挂车侧倾刚度的变化占1.19%~3.15%,铰接点侧倾刚度的变化占0.33%~0.73%。相关结果可为半挂汽车列车的优化设计及安全行驶提供理论依据。 展开更多
关键词 半挂汽车列车 动力学稳定性 关键参数 影响规律 量化分析
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大功率永磁直驱架悬式机车的重建黏着性能分析
11
作者 马群 易兴利 +2 位作者 姚远 乔金闯 钟文生 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期921-929,共9页
针对大功率架悬式永磁直驱驱动系统,研究轮对驱动系统悬挂参数对机车重建黏着性能的影响.基于平均滑移率和动态滑移率,分析机车黏滑振动机理,并建立轮对驱动系统扭转振动的简化模型,明确悬挂参数匹配原则;搭建某机车多体动力学仿真模型... 针对大功率架悬式永磁直驱驱动系统,研究轮对驱动系统悬挂参数对机车重建黏着性能的影响.基于平均滑移率和动态滑移率,分析机车黏滑振动机理,并建立轮对驱动系统扭转振动的简化模型,明确悬挂参数匹配原则;搭建某机车多体动力学仿真模型,以启动工况为例,探讨轮对驱动系统悬挂参数对机车重建黏着性能的影响.仿真结果表明,较小的轮对驱动系统悬挂刚度增大了机车发生黏滑振动的风险,提高膜片式联轴器扭转刚度和一系纵向刚度能有效增强机车的重建黏着性能,将联轴器扭转刚度从1 MN·m/rad增加到5 MN·m/rad时,机车重建黏着性能提升了约12%;不合理的悬挂参数匹配可能将导致轮对纵向-旋转振动共振,不仅加剧了轮对驱动系统结构振动,而且极大削弱机车重建黏着性能.因此,合理匹配轮对驱动系统悬挂参数对于提高机车重建黏着性能至关重要. 展开更多
关键词 重载机车 永磁直驱 架悬 重建黏着性能 黏滑振动
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基于试验数据驱动的列车制动管压力预测模型 被引量：1
12
作者 应之丁 范琳 周和超 《同济大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期430-437,共8页
为解决长大组合列车安全操作问题,有效利用现有150辆编组智能化制动试验平台,预测超长列车的制动性能,建立精准且适用于不同编组位置车辆的长大组合列车管压力变化预测模型。提出列车管压力差模型这一概念,采用曲线拟合法与理论推导的方... 为解决长大组合列车安全操作问题,有效利用现有150辆编组智能化制动试验平台,预测超长列车的制动性能,建立精准且适用于不同编组位置车辆的长大组合列车管压力变化预测模型。提出列车管压力差模型这一概念,采用曲线拟合法与理论推导的方式,建立仿真数学模型,并提出理论列车管压力差模型的改进方法。列车管压力差模型与首车列车管压力变化模型叠加后得到列车管压力变化预测模型,与利用智能化制动试验平台得到的多组试验数据进行对比验证,结果表明:误差保持在10%以内。最后,利用该预测模型得到200辆编组组合列车制动作用时的列车管压力变化曲线。 展开更多
关键词 制动试验 列车管压力 列车管压力差 曲线拟合 仿真数学模型
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面向列车司机室前窗区域流场的送风策略研究
13
作者 高俊帅 于德壮 +2 位作者 张玉琼 高广军 伍钒 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第2期579-589,共11页
寒冷环境下高速列车司机室前窗结霜会导致驾驶员视野不佳,而司机室前窗内表面的流场则是表征前窗除霜性能的重要指标。为优化高速列车司机室的送风策略,增大前窗内表面的风速及高风速区覆盖率,基于实车试验结果,建立高速列车司机室内流... 寒冷环境下高速列车司机室前窗结霜会导致驾驶员视野不佳,而司机室前窗内表面的流场则是表征前窗除霜性能的重要指标。为优化高速列车司机室的送风策略,增大前窗内表面的风速及高风速区覆盖率,基于实车试验结果,建立高速列车司机室内流场的数值仿真模型,在满足司机室内热舒适性的前提下,通过改进送风风道结构,分析了前窗左右两侧出风口送风量、主/副驾驶员前窗视野区表面风速覆盖率以及表面平均温度变化。研究结果表明:优化方案1通过将前窗送风通道直径从60 mm扩大至106 mm,提高了前窗出风口流量,将更多热气流输送至前窗表面,前窗左右送风通道的流量分别为原始方案的3.57倍和3.56倍,与此同时,主/副驾驶员前窗视野区域的平均温度上升了1.03%和1.20%。此外,在优化方案1的基础上,优化方案2通过增加前窗出风口长度和缩短出风口宽度,进一步提高了前窗出风口流速与气流分布的均匀性,相比于原方案,主/副驾驶员前窗视野区流速大于1.5 m/s区域的占比分别从21.16%和21.69%上升至82.48%和80.84%,前窗表面的温度分布也更加均匀,主/副驾驶员前窗视野区域的温度变异系数分别由12.63%和20.68%降至7.70%和7.21%。此外,3种送风方案下,司机头部附近0.05 m范围内的平均流速大小低于0.3 m/s,舒适区内的平均流速均处于允许风速范围内(0.025~0.4 m/s),司机舒适区风速满足标准要求。本研究提出的送风策略大幅提升了高速列车司机室前窗内表面的高风速区覆盖率,为探索前窗表面除霜提供了具有参考性的数据结果。 展开更多
关键词 列车司机室 前窗 数值模拟 送风优化 除霜
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60°侧滑角下车地间距对列车气动特性的影响
14
作者 董天韵 王家斌 钟睦 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第3期1198-1209,共12页
采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在... 采用改进型延迟分离涡模拟(IDDES)方法,探讨在60°侧滑角条件下,车地间距减小对简化列车流场与气动力特性的影响。通过网格无关性验证并与风洞试验结果对比,验证计算结果的合理性。研究结果表明:减小车地间距能使列车迎风侧气流在表面分流位置增高,车底分离泡尺度减小,车顶分离涡对车体影响距离增加,背风侧分离涡V1强度增加;车地间距变化对车体不同位置表面压力影响存在差异;车地间距减小主要减小了尾部正阻力系数,而对头部负阻力系数影响较小,导致整体负阻力绝对值随车地间距减小而增加。在本文工况内,随车地间距减小,横向力最大增加7.6%;升力随车地间距减小而减小,减小幅度最大为31.4%。在横向力和升力的综合作用下,模型整体倾覆力矩在车地间距[h0,h1]范围内维持相对稳定,车地间距从h1减小到h2则导致倾覆力矩增大6.2%。 展开更多
关键词 车地间距效应 高速列车 气动特性 数值模拟 横风
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变轨距机车悬挂参数多目标优化研究
15
作者 邢晓曦 徐彬倢 +2 位作者 冉祥瑞 张洪军 王开云 《铁道机车车辆》 北大核心 2025年第3期88-95,共8页
合理优化悬挂参数以提高变轨距机车的动力学性能,建立变轨距机车动力学仿真模型,分析其在不同轨距下的直线运行平稳性和曲线通过性能,基于Simpack-Isight联合仿真平台构建变轨距机车近似模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对转向架9个悬挂参数进行... 合理优化悬挂参数以提高变轨距机车的动力学性能,建立变轨距机车动力学仿真模型,分析其在不同轨距下的直线运行平稳性和曲线通过性能,基于Simpack-Isight联合仿真平台构建变轨距机车近似模型,并采用NSGA-Ⅱ算法对转向架9个悬挂参数进行多目标寻优计算。结果表明:变轨距车辆在1520 mm轨距上运行的动力学性能整体要劣于1435 mm轨距条件下的性能;经参数优化后变轨距机车动力学性能得到明显改善,其中横向平稳性指标优化效果最显著,优化率为15.27%。 展开更多
关键词 变轨距机车 悬挂参数 最优拉丁超立方 近似模型 多目标优化
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基于改进M-H模型的转向架构架疲劳损伤分析 被引量：1
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作者 唐毓晗 王悦东 郭涛 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第3期1279-1290,共12页
高速动车组转向架焊接构架的疲劳失效大多由多级复杂载荷作用下的疲劳损伤累积引起。在多级加载下,疲劳损伤的累积过程呈现出明显的载荷顺序效应和载荷相互作用效应,使疲劳损伤分析和疲劳寿命预测复杂化。疲劳损伤分析常用的Palmgren-Mi... 高速动车组转向架焊接构架的疲劳失效大多由多级复杂载荷作用下的疲劳损伤累积引起。在多级加载下,疲劳损伤的累积过程呈现出明显的载荷顺序效应和载荷相互作用效应,使疲劳损伤分析和疲劳寿命预测复杂化。疲劳损伤分析常用的Palmgren-Miner线性累积损伤模型无法描述多级加载下损伤的非线性行为,基于非线性累积损伤准则的Manson-Halford模型因未考虑载荷相互作用效应而造成了多级加载疲劳寿命预测的不准确性。为解决传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型损伤分析的不准确性,通过将生态学中有机物的分解类比于材料在多级加载下力学性能的退化的方式,提出改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型,并对其合理性和准确性进行验证。以某动力车转向架构架为研究对象,根据UIC615-4标准施加多级载荷,应用等效结构应力和确定概率的主S-N曲线计算构架损伤值,并基于Palmgren-Miner线性累积损伤模型、传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型和改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型对比分析构架多级载荷下的累积损伤。研究结果表明:3种模型分析所得构架的累积损伤值均小于1,构架疲劳强度满足要求。改进的Manson-Halford非线性累积损伤模型提高了多级加载疲劳损伤分析和疲劳寿命预测的准确性,并且相比于Palmgren-Miner线性累积损伤模型的损伤分析更加保守,相比于传统的Manson-Halford非线性累积损伤模型没有损失较多的设计安全裕量,因此能够应用于多级加载下结构的疲劳损伤分析。研究结果为进一步提高高速动车组转向架构架等关键结构的疲劳损伤分析与服役寿命预测的合理性和准确性提供参考。 展开更多
关键词 转向架构架 疲劳损伤 变幅载荷 改进Manson-Halford模型 等效结构应力
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地铁客室多源颗粒污染物净化策略试验研究
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作者 于德壮 伍钒 +3 位作者 徐任泽 余简慈 李恒奎 潘小旺 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第9期4182-4191,共10页
随着城市化进程的加速和客流量的持续增长,地铁列车密闭客室的空气质量问题正日益成为公众关注的焦点。选取典型的地铁列车客室开展多源颗粒物扩散试验,利用6级采样仪和扬尘传感器监测颗粒物浓度,并提出基于强电场介质技术和冷等离子技... 随着城市化进程的加速和客流量的持续增长,地铁列车密闭客室的空气质量问题正日益成为公众关注的焦点。选取典型的地铁列车客室开展多源颗粒物扩散试验,利用6级采样仪和扬尘传感器监测颗粒物浓度,并提出基于强电场介质技术和冷等离子技术的空气净化策略。研究结果表明:由于地铁列车客室内流场均匀性较好,不同类型颗粒物均可通过空气传播的方式扩散到整个车厢,且客室两端空气中的颗粒物浓度差异少于20%。然而,颗粒物在空气中扩散的同时,车厢内物体表面上也出现了明显的颗粒物沉积现象,这可能对车厢日常清洁和维护带来潜在挑战。针对车厢内颗粒物的控制,研究验证了基于通风空调系统实施空气净化技术能有效降低长大空间室内生物气溶胶和非生物源细颗粒物浓度。在微生物气溶胶净化方面,强电场介质技术和冷等离子技术的平均实时除菌率分别为59.40%和44.98%。在非生物源细颗粒物控制方面,强电场介质技术和冷等离子技术的净化效率分别达到80%和90%。此外,尽管将强电场介质技术与冷等离子技术结合使用可进一步降低室内颗粒物浓度,但其净化效率的提升幅度不显著。研究结果可为地铁列车空调设施的优化设计与运行策略提供科学依据,并为改善车厢空气质量和保障乘客健康环境提供重要参考。 展开更多
关键词 地铁列车客室 全尺寸试验 空气质量 细颗粒物 生物气溶胶
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不同轮轨黏着条件下列车制动系统振动特性与车轮磨耗分析
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作者 张宇航 周劲松 +1 位作者 周凯 宫岛 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第9期3992-3999,共8页
基于列车制动的制动力传递路径,建立包含制动块、制动盘与轮对的三刚体四自由度动力学模型。模型考虑轮轨黏着条件对制动系统稳定性的影响,并采用数值方法对系统的振动特性进行分析。通过仿真研究,探讨不同轮轨黏着条件下制动系统的摩... 基于列车制动的制动力传递路径,建立包含制动块、制动盘与轮对的三刚体四自由度动力学模型。模型考虑轮轨黏着条件对制动系统稳定性的影响,并采用数值方法对系统的振动特性进行分析。通过仿真研究,探讨不同轮轨黏着条件下制动系统的摩擦颤振现象及其对车轮磨耗的影响。研究结果表明:在列车较低速度下,制动系统会出现不稳定的振荡行为,且随轨道峰值摩擦因数逐渐增大,制动系统的不稳定区间随之增大。在较低的轮轨黏着条件下,蠕滑率波动区间较大,车轮的不均匀磨耗深度也更大。此外,不同的轨道条件对应的蠕滑率振动频率基本一致,但磨耗深度存在差异。轮轨黏着条件对列车制动系统的稳定性及车轮磨耗有显著影响。良好的轮轨黏着条件虽能提高制动效率,但也可能促进制动系统摩擦颤振的发生,进而加剧车轮的不均匀磨耗。 展开更多
关键词 列车制动 摩擦颤振 黏着条件 蠕滑率 车轮磨耗
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动车车轮偏心激振对踏面非圆磨耗的影响研究
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作者 康熙 刘锐涵 +5 位作者 伍琪 赵洋 崔晓璐 陈翔 宫巍容 禄盛 《振动与冲击》 北大核心 2025年第20期305-312,337,共9页
为研究高速动车组车轮偏心激励的谐频振动对踏面多边形磨耗的影响,基于车辆-轨道系统动力学仿真和车轮-钢轨系统有限元仿真,模拟了车轮不同程度偏心激励下的轮轨法向接触力,采用傅里叶变换计算了轮轨振动主频,分析了车轮偏心和轨枕离散... 为研究高速动车组车轮偏心激励的谐频振动对踏面多边形磨耗的影响,基于车辆-轨道系统动力学仿真和车轮-钢轨系统有限元仿真,模拟了车轮不同程度偏心激励下的轮轨法向接触力,采用傅里叶变换计算了轮轨振动主频,分析了车轮偏心和轨枕离散支撑激励的基频及谐频振动;对车轮偏心激振和轨枕离散支撑激振共同/单独作用下的轮轨法向接触力波动分量进行拟合,研究了车轮偏心激励谐频振动的成因及其相位特征,并分析了该振动对车轮多边形磨耗的影响。研究结果表明:当列车以237 km/h的速度运行时,车轮偏心引起的轮轨法向接触力波动未能及时衰减,导致频率为车轮转频整数倍的2~28阶谐频振动;在车轮偏心磨耗量从0.075 mm增大至0.300 mm的过程中,基频振动、2阶和3阶谐频振动相位的最大相对偏差率分别为0.169%、0.745%、0.286%,即车轮偏心激励的谐频振动相位相对车轮偏心方向基本固定。并且,车轮偏心激振的波长可整分车轮周长,故其引起的踏面不均匀磨耗可不断累积,导致对应阶次车轮多边形的快速形成。 展开更多
关键词 车轮多边形磨耗 有限元仿真 振动相位 高速动车组 偏心车轮
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内置铝蜂窝包覆式吸能器的高速列车排障器设计方案力学性能分析
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作者 李宏双 李赫 +2 位作者 许鹏 张浩淼 邱正成 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第2期52-56,共5页
[目的]排障器作为在高速列车被动安全防护的主要设备,可以有效排除进入车轮和轨道之间的障碍物。但排障器传统设计方案不能满足EN 15227:2020标准中排障器新增中间位置过载情况下的吸能要求,为此,需要优化高速列车排障器的吸能设计方案... [目的]排障器作为在高速列车被动安全防护的主要设备,可以有效排除进入车轮和轨道之间的障碍物。但排障器传统设计方案不能满足EN 15227:2020标准中排障器新增中间位置过载情况下的吸能要求,为此,需要优化高速列车排障器的吸能设计方案。[方法]对排障器的既有设计方案进行了优化,提出了内置铝蜂窝包覆式吸能器的高速列车排障器设计方案。建立了内置铝蜂窝包覆式吸能器高速列车排障器的三维模型,采用LS-DYNA软件对排障器压缩过程进行计算分析,得到了排障器的缓冲力-位移仿真曲线。使用500 t压力机对该排障器进行准静态压缩试验,得到了排障器的缓冲力-位移试验曲线。将仿真曲线和试验曲线进行对比,以验证仿真计算结果的可靠性。[结果及结论]仿真结果和试验结果均满足EN 15227:2020标准的要求,仿真曲线和试验曲线具有高度的一致性,可采用所建排障器三维模型及仿真计算结果来指导方案设计。在仿真压缩和试验压缩过程中,优化后的排障器压缩性能表现均很稳定,其缓冲力-位移曲线平稳可控。 展开更多
关键词 高速列车 排障器 铝蜂窝包覆式吸能器 力学性能分析
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