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中国高速轨道交通空气动力学研究进展及发展思考 被引量：120
1
作者 田红旗 《中国工程科学》 北大核心 2015年第4期30-41,共12页
总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高... 总结了中国高速轨道交通空气动力学研究进程的起步、积累、发展、深化、提升和引领等六个阶段。论述了提出的以列车空气动力学、列车/线桥隧空气动力学、车/风/沙/雨/雪环境空气动力学、弓网空气动力学、人体空气动力学为主要内容的高速轨道交通空气动力学研究进展。包括发现探明了相关的形成机理、激化过程、响应特性、影响规律、减缓途径、改善措施,提炼出了一套基础理论,突破了系列关键技术,以及全面的工程应用。解决了空气动力制约高速铁路发展、恶劣风环境影响行车安全等关键科学技术问题。介绍了高速轨道交通空气动力学专用实验平台群,包括动模型实验系统、交变气动压力下人体舒适性/车体刚度/气密性综合实验装置、风/沙/雨/雪气动实验平台群、视觉检测系统、在线实车实验系统、兼用风洞群、数值仿真平台。最后讨论了正在开展的研究和进一步发展的思考。 展开更多
关键词 轨道交通空气动力学 高速铁路 实验研究平台群 研究进展 列车空气动力学 列车/隧道耦合空气动力学 列车/风环境耦合空气动力学 弓网空气动力学 人体空气动力学
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湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响
2
作者 刘操 高广军 +3 位作者 陈光 李小白 张洁 王家斌 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第1期38-49,共12页
针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2... 针对铁路路堑区域风吹雪灾害问题,采用改进延迟分离涡湍流模型、合成涡方法及欧拉两相流模型,结合网格动态变形技术,实现路堑区域雪粒堆积外形的时程变化提取,并通过试验验证数值模拟的正确性。在此基础上,模拟分析均匀来流和湍流来流2种工况下路堑内流场结构、摩擦速度分布及积雪轮廓变化规律,研究湍流脉动风对高速铁路路堑区域积雪分布的影响。结果表明:2种来流条件下路堑区域迎风侧边坡积雪质量基本一致,但积雪质量增长速率与积雪分布特性存在较大差异;湍流来流延缓了路堑背风侧边坡区域大尺度涡系到涡对的转换,且在道床与背风侧边坡之间产生较强的侵蚀现象,进而降低了背风侧边坡和道床区域的积雪质量;相比于均匀来流工况,120 min时湍流来流工况下的路堑整体积雪质量降低24.8%,其中背风侧边坡区域积雪质量降低40.2%,道床区域积雪质量降低20.6%,迎风侧边坡区域积雪质量基本一致。 展开更多
关键词 高速铁路 路堑 湍流脉动风 积雪分布 数值模拟
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高速列车金属/碳纤维混合摩擦吸能结构耐撞性设计及优化
3
作者 许平 舒安麒 +3 位作者 霍钰嘉 阳程星 郭维年 姚曙光 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期358-369,共12页
高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题... 高速列车端部的吸能结构在碰撞事故中具有至关重要的作用,为保护乘客提供了最后的安全保障。在一般情况下,吸能结构通过其自身的塑性变形来耗散碰撞冲击能量,然而,这种方式可能导致试验研究的重复性较差,同时,也存在冲击力不稳定性问题,为此,本文提出一种新型金属/碳纤维混合摩擦吸能结构(HFEAS),该结构由轴瓦、防爬装置、预紧螺栓、内管铁、摩擦板和摩擦金属/CFRP管组成。利用MM3000摩擦试验机测定样件摩擦因数,基于试验结果并结合复合材料的损伤特性,建立混合摩擦吸能结构的有限元模型,对有限元模型进行试验验证,研究不同结构参数对其耐撞性的影响。通过采用GRSM方法进行多目标优化,确定该新型摩擦吸能结构撞击力学参数的最优参数配置,并基于试验设计移动最小二乘法建立摩擦管直径D、螺栓预紧力F和钢铁层厚度t关于能量吸收(EA)、比能量吸收(SEA)和初始峰值(PCF)的响应面模型。采用多目标遗传算法对其力学参数进行优化,通过多目标优化的帕累托前沿得到该摩擦吸能结构的最优参数配置。研究结果表明:螺栓预紧力F对HFEAS的影响最大;当F从1 000 N增加到10 000 N时,峰值力增加了7倍,平台力增加了10倍。混合摩擦吸能结构将复合材料的轻量化与摩擦学特性相结合,为吸能结构的改进和发展提供了新的方向。 展开更多
关键词 轨道交通 耐撞性 摩擦吸能结构 碳钎维材料 多目标优化
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升力翼对400 km/h高速列车明线交会气动特性影响研究
4
作者 熊小慧 袁昊 +1 位作者 陈光 程凡 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第5期1923-1935,共13页
安装升力翼改变了高速列车固有气动外形,两车明线交会时,升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构。为探究升力翼高速列车明线交会气动特性,明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响,采用三... 安装升力翼改变了高速列车固有气动外形,两车明线交会时,升力翼诱发的流场激扰作用将改变交会场景下高速列车周围的流场结构。为探究升力翼高速列车明线交会气动特性,明确升力翼对于明线交会时高速列车运行安全性和平稳性的影响,采用三维可压缩N-S方程和Realizeable k-ε两方程湍流模型及滑移网格技术,对有/无升力翼高速列车速度400 km/h明线等速交会进行仿真模拟,对比分析列车交会压力波和气动力的变化规律。研究结果表明:给高速列车安装升力翼不会改变明线交会时列车表面压力波时程变化规律,但列车表面交会压力波时程曲线会整体“上移”;非交会侧垂向方向上,当高度大于0.5倍列车车高时,列车的空间交会压力波幅值开始增大,高度超过车高后开始减小,但升力翼列车的幅值始终大于原型高速列车,同时升力翼的安装与否不会改变交会压力波正峰值;在非交会侧横向方向上,不论有无升力翼,高速列车的空间交会压力波峰值变化趋势及大小基本相同,均随距轨道中心线距离增大而减小;升力翼会改变明线交会过程中高速列车侧向力时程变化规律,使交会过程中列车侧向力始终指向非交会侧,并加剧侧向力的波动,交会结束后侧向力需要更长的时间才能恢复稳定。研究成果可为后续升力翼高速列车系统的研发设计提供可靠的理论保障。 展开更多
关键词 高速列车 空气动力学 升力翼 气动特性 明线交会
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地铁列车动静态气密性指数关系动模型试验研究
5
作者 熊小慧 禹霖 +1 位作者 夏玉涛 李杨 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期72-81,共10页
地铁列车动静态气密性关系研究对于列车气密性设计和提升乘客舒适性具有重要意义。考虑到全尺寸试验成本高、难以控制测试条件,采用缩比动模型试验的方法研究地铁列车的动静态气密性指数关系。构建具有密封舱结构、气密性可调的新型1∶2... 地铁列车动静态气密性关系研究对于列车气密性设计和提升乘客舒适性具有重要意义。考虑到全尺寸试验成本高、难以控制测试条件,采用缩比动模型试验的方法研究地铁列车的动静态气密性指数关系。构建具有密封舱结构、气密性可调的新型1∶20缩比地铁列车模型,开展系统的静、动态气密性试验。结果表明:静态气密性指数与缩比列车模型的泄漏面积之间存在指数为-1.0041的幂律关系;列车模型动态气密性指数自头车向尾车不断增大,且4种泄漏孔模型下,头车至尾车动态气密性指数的增幅比例随列车模型泄漏面积的增大而增大,分别为338%,391%,400%和580%;头车测点的动、静态气密性指数比值受列车模型泄漏面积变化的影响较小,而中间车和尾车测点的动、静态气密性指数比值随泄漏面积的增大呈上升趋势;4种泄漏孔模型下,头车、中间车及尾车的动、静态气密性指数比值分别在0.15~0.26,0.28~0.54,0.49~0.98区间内。 展开更多
关键词 地铁列车 动静态气密性指数 泄漏面积 缩比列车模型 动模型试验
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二氧化碳小流量供给下的自生增压过程建模
6
作者 熊宇 鲁寨军 甘宁 《中南大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期1628-1638,共11页
为研究二氧化碳小流量供给下的自生增压过程,提出一种新的基于干度表征液相二氧化碳气化率的非热平衡自生增压数学模型。建立二氧化碳自生增压供给试验平台,进行3次不同初始条件的二氧化碳小流量供给试验,并将数学模型计算结果与试验结... 为研究二氧化碳小流量供给下的自生增压过程,提出一种新的基于干度表征液相二氧化碳气化率的非热平衡自生增压数学模型。建立二氧化碳自生增压供给试验平台,进行3次不同初始条件的二氧化碳小流量供给试验,并将数学模型计算结果与试验结果进行对比。研究二氧化碳初始温度(278.15~308.15 K)和充注密度(800~1000 kg/m^(3))对液相二氧化碳有效供给率的影响。研究结果表明:压力与温度的数学模型计算结果与试验结果较吻合,验证了模型的准确性;在建模过程中,应考虑储箱与二氧化碳之间的热交换,而液相二氧化碳与气相二氧化碳之间的热流量较小,在建模时可以忽略;较高的二氧化碳初始温度和较低的充注密度会导致在二氧化碳供给过程中产生较大气化质量,降低有效供给率。 展开更多
关键词 二氧化碳 小流量供给 自生增压 干度
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轨道车辆车钩多元载荷识别与测量方法研究 被引量：5
7
作者 周伟 刘杨 +4 位作者 白付维 周康 王雅昭 王祉歆 孙博 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1679-1688,共10页
提出一种温度自补偿组合电桥式的车钩多元载荷测量系统及解耦识别方法。首先,考虑纵向拉伸、点头、摇头弯曲作用下钩体对称面的应变特性,建立基于四钩面应变和、对称钩面应变差感知的纵向拉伸、横向摇头与垂向点头载荷识别理论模型;然后... 提出一种温度自补偿组合电桥式的车钩多元载荷测量系统及解耦识别方法。首先,考虑纵向拉伸、点头、摇头弯曲作用下钩体对称面的应变特性,建立基于四钩面应变和、对称钩面应变差感知的纵向拉伸、横向摇头与垂向点头载荷识别理论模型;然后,通过在各钩面布置正交组合应变阵列并进行组桥设计,实现对各钩面的应变四则运算和日照差异导致的温度零漂自适应补偿,并通过温度补偿试验与常规功能桥路进行对比;最后,通过多向加载试验对车钩载荷识别系数进行标定,并对标定的理论模型进行耦合随机加载验证。研究结果表明:该车钩多元载荷测量方法可有效补偿温度漂移,三向载荷的识别精度在2 kN以内,可以满足现场实际工程应用需求。 展开更多
关键词 测力车钩 多元载荷识别 应变测量 重载货运列车
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蜂窝轴向压缩实验与仿真分析方法研究 被引量：10
8
作者 车全伟 姚曙光 肖娴靓 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1049-1055,共7页
基于蜂窝结构轴向压缩实验,在显式动力学有限元分析仿真平台,研究单元网格大小以及蜂窝封板连接的不同模拟方法对蜂窝结构轴向吸能特性的影响。研究结果表明:单元网格尺度由2 mm减小到0.5 mm时,蜂窝结构的变形模式与实验结果逐渐吻合,... 基于蜂窝结构轴向压缩实验,在显式动力学有限元分析仿真平台,研究单元网格大小以及蜂窝封板连接的不同模拟方法对蜂窝结构轴向吸能特性的影响。研究结果表明:单元网格尺度由2 mm减小到0.5 mm时,蜂窝结构的变形模式与实验结果逐渐吻合,蜂窝结构的平台力、平台强度以及吸能量逐渐收敛,与实验结果相比最大误差分别从30%左右降至1%左右。封板连接方式对蜂窝吸能的平台力、平台力以及吸能量影响较小,对蜂窝结构的变形模式影响更加明显,结点耦合与接触固连方式下蜂窝变形模式相似,胶接方式更符合实际情况。 展开更多
关键词 蜂窝轴向压缩实验 单元尺寸 连接方式
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高速列车排障装置安全防护性能演化综述 被引量：6
9
作者 姚曙光 周雪飞 +1 位作者 许平 乔毓宁 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第5期1559-1571,共13页
随着高速铁路的大规模发展,列车运行安全性成为人们关注的焦点,排障装置作为高速列车安全保障技术的重要组成部分,其安全防护性能研究成为关键。本文首先回顾排障装置发展历程,对高速列车排障装置的结构演变及国内外相关要求和标准的变... 随着高速铁路的大规模发展,列车运行安全性成为人们关注的焦点,排障装置作为高速列车安全保障技术的重要组成部分,其安全防护性能研究成为关键。本文首先回顾排障装置发展历程,对高速列车排障装置的结构演变及国内外相关要求和标准的变化进行分析,指出标准在动态场景负载指标和能量上限要求上有所缺失;其次从排障性能、耐撞性和除雪特性3个方面阐述高速列车排障装置安全防护性能的发展演化过程,提出雪体材料模型的构建对于除雪仿真研究至关重要,开展冲击试验、除雪试验是探究高速列车排障装置力学特性的重要手段;指出将排障、耐撞性和除雪特性进行一体化协同设计及进一步提升高速列车排障装置的综合防护性能是未来研究的重点。 展开更多
关键词 高速列车 排障装置 被动安全 除雪特性 能量吸收
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城市轨道车辆吸能结构设计 被引量：9
10
作者 张在中 姚曙光 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第3期94-98,共5页
为了实现车辆在碰撞事故中的被动安全保护,综合运用比吸能较高的方管、圆管及蜂窝铝等不同吸能元件,设计一种城轨车辆用可更换的两级吸能组合吸能结构,并运用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行25 km/h撞击速度下碰撞仿真分析。研究... 为了实现车辆在碰撞事故中的被动安全保护,综合运用比吸能较高的方管、圆管及蜂窝铝等不同吸能元件,设计一种城轨车辆用可更换的两级吸能组合吸能结构,并运用显式有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA进行25 km/h撞击速度下碰撞仿真分析。研究结果表明:吸能结构发生了有序可控的两级塑形变形,第一级为铝蜂窝压缩变形,其变形行程为151.1mm,撞击平台力约为154.8 kN,吸能量为24 kJ;第二级为方管叠缩和圆管挤压变形,变形行程约为307.6 mm,平台撞击力为732.5 kN,吸能量为190.2 kJ。为城轨车辆用吸能结构设计提供新思路。 展开更多
关键词 吸能结构 有限元分析 碰撞仿真
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轨道车辆大吨位组合式承载结构测力墙设计方法 被引量：3
11
作者 许平 张德洪 +1 位作者 邵恒 姚曙光 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第11期2435-2443,共9页
耐冲击吸能列车已经成为世界各国轨道车辆被动安全防护技术的重要手段,轨道车辆碰撞试验是评估耐冲击吸能列车的重要方法。轨道车辆碰撞试验接触面大和撞击力大,现有的测力墙结构并不能满足测试需求。采用单因素法分析传感器间距d,传感... 耐冲击吸能列车已经成为世界各国轨道车辆被动安全防护技术的重要手段,轨道车辆碰撞试验是评估耐冲击吸能列车的重要方法。轨道车辆碰撞试验接触面大和撞击力大,现有的测力墙结构并不能满足测试需求。采用单因素法分析传感器间距d,传感器数量n和碰撞面板厚度h对整块式测力墙碰撞响应的影响,提出分块式和整块式面板组合的大吨位承载结构测力墙设计方法,并针对某地铁车端底架主吸能结构的测试要求,开展大吨位测力墙结构设计。通过台车碰撞试验,得到结构的撞击力大小及分布规律。试验与仿真结果趋势一致,相差不超过5%,满足轨道车辆碰撞试验大吨位撞击力测试的工程需要。 展开更多
关键词 测力墙 碰撞响应 影响因素 有限元方法
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蜂窝夹层结构芯子剪切模量的实验方法 被引量：2
12
作者 姚曙光 黄冲 +1 位作者 高莹 许平 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1044-1053,共10页
蜂窝夹层结构凭借其优良的力学性能在航空、船舶制造和车辆碰撞防护领域得到了广泛应用。蜂窝夹层结构剪切性能的测量一直是工程人员重点关注的问题,测量蜂窝夹层结构芯子剪切模量时常采用平面剪切实验方法,但对于大厚度蜂窝夹层结构平... 蜂窝夹层结构凭借其优良的力学性能在航空、船舶制造和车辆碰撞防护领域得到了广泛应用。蜂窝夹层结构剪切性能的测量一直是工程人员重点关注的问题,测量蜂窝夹层结构芯子剪切模量时常采用平面剪切实验方法,但对于大厚度蜂窝夹层结构平面剪切实验实现难度大,为改善这一问题,分别采用理论预测分析、平面剪切实验和三点弯曲实验的方法对蜂窝夹层结构芯子剪切模量进行测量,对比3种测量方法的差异性。利用等效板理论进行理论分析,得出芯子剪切模量的理论预测值;依据ASTM C273和ASTM C393试验标准,对蜂窝夹层结构开展了平面剪切实验与三点弯曲实验,利用ABAQUS有限元软件对平面剪切实验和三点弯曲实验分别进行了模拟仿真。结果表明:利用最小势能原理和最小余能原理进行理论分析,可以得出芯子剪切模量的预测值,预测结果误差在16%左右;平面剪切实验的测量结果较为精准,当蜂窝夹层结构厚度增大无法提供剪切试验台实验时,可以使用平面剪切有限元仿真方法获取;三点弯曲实验方法测量误差结果在10%左右,通过对三点弯曲试验的有限元模拟分析,研究三点弯曲实验中跨距深度比对试件剪切模量测量的影响,调整三点弯曲跨距深度比a/d为5时,误差能降低到4%以内。 展开更多
关键词 蜂窝夹层结构 有限元模拟 剪切模量 三点弯曲 平面剪切
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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
13
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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基于组合客观赋权法的交通信用评级方法 被引量：7
14
作者 许旺土 文琰杰 《重庆交通大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2022年第4期27-32,共6页
为了解决交通信用评级问题,基于组合客观赋权法对交通运输企业进行了合理评级。分析了交通信用评级指标的构成;利用组合客观赋权法结合连续式3-sigma准则获得了交通运输企业的信用得分,并采用区间式3-sigma准则对交通运输企业信用进行评... 为了解决交通信用评级问题,基于组合客观赋权法对交通运输企业进行了合理评级。分析了交通信用评级指标的构成;利用组合客观赋权法结合连续式3-sigma准则获得了交通运输企业的信用得分,并采用区间式3-sigma准则对交通运输企业信用进行评级;以厦门市各运输企业的信用相关指标数据为例进行算法性能分析。研究结果表明:企业监督检查(cs)权重最大;对于企业信誉考评指标而言,其权重随着信誉等级的下降而降低。 展开更多
关键词 交通工程 交通信用 客观赋权法 组合算法 3-sigma准则
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轨道精度对中低速磁浮列车-轨排-桥梁动力作用影响 被引量：7
15
作者 敖建安 魏高恒 +3 位作者 马卫华 周策 罗世辉 于尧 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第11期2738-2747,共10页
针对以往研究中用少量集中力模拟电磁铁悬浮力的不足,推导悬浮力理论计算公式并通过有限元方法分析悬浮力建模。以新型中低速磁浮列车、某磁浮旅游线25 m简支梁为研究对象,建立新型中低速磁浮列车-轨排-桥梁耦合动力学模型,对比不同磁... 针对以往研究中用少量集中力模拟电磁铁悬浮力的不足,推导悬浮力理论计算公式并通过有限元方法分析悬浮力建模。以新型中低速磁浮列车、某磁浮旅游线25 m简支梁为研究对象,建立新型中低速磁浮列车-轨排-桥梁耦合动力学模型,对比不同磁浮力元数量的磁浮列车的动力学计算结果,研究不同的轨排前后高低(10 m弦矢高)和轨排接缝允许偏差(垂向)对系统动力作用的影响。研究结果表明:用数个悬浮力元模拟悬浮力在工程实际中是可行的,其中三力元模型计算速度较快精度较高;轨排前后高低(10 m弦矢高)对列车运行平稳性影响较大,轨排接缝允许偏差(垂向)对悬浮间隙、悬浮架最大垂向加速度影响较大,轨排接缝允许偏差(垂向)允许偏差应该控制在±2 mm以内。 展开更多
关键词 新型中低速磁浮 悬浮力 轨道几何 轨排 梁 动力学仿真
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铁路风速风向传感器动态响应特性实验研究 被引量：2
16
作者 王哲 孙博 +2 位作者 鲁寨军 李田 盖增杰 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期494-500,共7页
风速风向传感器能够实时准确可靠地提供风速风向数据,是确保风区铁路运输安全的关键要素之一。兰新铁路大风具有风速变化范围大、风向变化快的特性,对传感器的动态响应特性提出更高的要求。通过风洞模拟真实环境下风速风向改变的条件,... 风速风向传感器能够实时准确可靠地提供风速风向数据,是确保风区铁路运输安全的关键要素之一。兰新铁路大风具有风速变化范围大、风向变化快的特性,对传感器的动态响应特性提出更高的要求。通过风洞模拟真实环境下风速风向改变的条件,对超声式和热场式风速风向传感器及强风仪分别进行动态特性实验,研究结果表明:各传感器均存在风速跟随性误差,但均满足使用要求;热场式传感器的风向跟随误差较小,超声波传感器风向跟随误差相对稍大,且风向输出不稳定;风向改变角速度降低时,传感器风向输出波动明显减小。 展开更多
关键词 风速风向传感器 动态性能 风洞实验 校核参数
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轨道车辆牵引电机轴承的动力学建模与分析 被引量：2
17
作者 方聪聪 关煜彬 +1 位作者 周伟 高广军 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期3049-3060,共12页
轨道车辆牵引电机轴承是重要的旋转支承部件,其高速运转过程中内部元件间产生复杂的接触、碰撞与冲击,是滚道表面疲劳损伤、保持架破损与电机振动噪声的重要来源,深入理解牵引电机轴承运转过程中内部元件的动力学特性,对于提高该关键部... 轨道车辆牵引电机轴承是重要的旋转支承部件,其高速运转过程中内部元件间产生复杂的接触、碰撞与冲击,是滚道表面疲劳损伤、保持架破损与电机振动噪声的重要来源,深入理解牵引电机轴承运转过程中内部元件的动力学特性,对于提高该关键部件的设计与运维水平具有重要意义。首先,以牵引电机圆柱滚子轴承为研究对象,基于Lagrange多体动力学方法与耦合能量耗散的Hertz接触理论,考虑轴承各部件瞬态动态效应,建立轨道车辆牵引电机轴承的动力学模型。随后,通过与Harris经典理论分析结果对比,验证该模型的准确性。最后,对轨道车辆某型牵引电机轴承处于不同转速、载荷与径向游隙工况下的动力学特性进行分析。结果表明:低转速和径向载荷较小的情况下,在承载区滚子的接触载荷分布呈现较为明显的波动,随着转速加快和径向载荷增大,在承载区滚子的接触载荷分布波动趋于平缓。低转速和较大径向游隙的情况下,内圈质心轨迹朝向无序状态发展且有明显波动,当高转速和较小径向游隙时,内圈质心轨迹稳定且规律性提高,随着转速增大,内圈质心位移运动范围扩大。径向游隙增大的情况下,导致承载区滚子受力逐渐增大,滚子与内圈之间的相互作用力显著增加,从而内圈质心竖直方向加速度变大,运动范围变大且无序性增加。 展开更多
关键词 多体动力学建模 动力学特性 轨道车辆 牵引电机轴承
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气液-压溃组合式缓冲装置冲击吸能特性实验研究 被引量：9
18
作者 车全伟 许平 +3 位作者 王晋乐 赵士忠 于洋洋 谭博文 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期43-51,共9页
动车组用中间车钩缓冲吸能装置主要由气液缓冲器和压溃管组成,为研究其工作场景中动态吸能特性,采用两辆台车与中间车钩连挂,撞向刚性墙进行冲击实验,台车冲击速度分别为7.19、18.7和25.7 km/h 3种工况。冲击作用下,气液缓冲器阻抗力具... 动车组用中间车钩缓冲吸能装置主要由气液缓冲器和压溃管组成,为研究其工作场景中动态吸能特性,采用两辆台车与中间车钩连挂,撞向刚性墙进行冲击实验,台车冲击速度分别为7.19、18.7和25.7 km/h 3种工况。冲击作用下,气液缓冲器阻抗力具有明显的动态特性,最大压缩行程的阻抗力随冲击速度提升而增高,可达1500 kN,远高于其静压实验最大阻抗力800 kN;而压溃管动态阻抗力与静压结果基本一致为1500 kN;冲击速度为18.7和25.7 km/h,气液缓冲器压缩行程达到30 mm时,阻抗力达1200 kN,压溃管被触发压溃,气液缓冲器与压溃管同时进入压缩状态,一起压缩变形。 展开更多
关键词 动车组中间车钩 气液缓冲器 压溃管 冲击实验
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空气炮碰撞实验台发射过程的数值模拟 被引量：2
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作者 肖程欢 鲁寨军 《爆炸与冲击》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期931-936,共6页
利用计算流体动力学方法对单级空气炮碰撞实验台的发射过程进行了数值仿真,所得碰撞车发射速度与实验结果吻合。在此基础上,对碰撞车发射过程的流场变化、车体前后压力以及储气罐压力变化进行分析。结果表明,泄漏气体先于碰撞车充满整... 利用计算流体动力学方法对单级空气炮碰撞实验台的发射过程进行了数值仿真,所得碰撞车发射速度与实验结果吻合。在此基础上,对碰撞车发射过程的流场变化、车体前后压力以及储气罐压力变化进行分析。结果表明,泄漏气体先于碰撞车充满整个发射空间,形成初始流场,使得车前压力出现正负交替现象,但其数值较小,对车体加速过程的影响可以忽略。当碰撞车进入泄压段后,受冲击射流作用,碰撞车仍处于加速状态,且速度增量约为2m/s。 展开更多
关键词 计算流体力学 模拟分析 动态网格 空气炮
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基于空气炮的碳纤维板高速累积冲击实验 被引量：1
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作者 周辉 井坤坤 +2 位作者 谢素超 冯哲骏 汪浩 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2023年第9期29-34,90,共7页
针对目前实验教学中复合材料高速累次冲击实验的复杂性和高难度,该研究以空气炮高速冲击实验系统为基础,设计了一种单位置多次累积冲击实验方案,旨在探索三维编织碳纤维板冲击损伤演化过程。通过使用高速摄影机和复合材料各向异性数值... 针对目前实验教学中复合材料高速累次冲击实验的复杂性和高难度,该研究以空气炮高速冲击实验系统为基础,设计了一种单位置多次累积冲击实验方案,旨在探索三维编织碳纤维板冲击损伤演化过程。通过使用高速摄影机和复合材料各向异性数值模拟方法,捕捉并对比了冲击前后的速度和应力分布,得出了损伤扩展的4个阶段。此外,碳纤维板在被完全穿透前,仍然保持96%~98%的高吸能比,具有稳定的抗冲击与吸能能力。该实验方案符合教育部实验金课“两性一度”的目标,具有较强的综合性和应用性,可为类似实验教学方案设计提供参考。 展开更多
关键词 实验教学 空气炮高速冲击 编织碳纤维 累积冲击 抗冲击性能
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