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桥墩沉降下F轨变形对中低速磁浮车辆动力响应影响研究
1
作者 丁旺才 张延永 +4 位作者 张修璐 杜健 史新生 田建文 李国芳 《铁道科学与工程学报》 北大核心 2025年第6期2743-2757,共15页
为探究桥墩沉降引起的轨道结构变形及其对磁浮车辆行车安全及舒适性的影响规律,基于有限元方法建立考虑轨道结构层间相互作用的桥墩沉降区段四跨简支梁高架轨道精细化分析模型,研究桥墩沉降幅值、波长(不同桥梁跨度)和环境因素对沉降区... 为探究桥墩沉降引起的轨道结构变形及其对磁浮车辆行车安全及舒适性的影响规律,基于有限元方法建立考虑轨道结构层间相互作用的桥墩沉降区段四跨简支梁高架轨道精细化分析模型,研究桥墩沉降幅值、波长(不同桥梁跨度)和环境因素对沉降区段F轨结构的变形影响规律;并基于有限元-多体系统动力学方法(FEM-MBD),在考虑空间磁轨关系的基础上,建立中低速磁浮车辆-轨道-桥梁耦合系统非线性动力学模型,分析中低速磁浮车辆通过桥墩沉降区段时的动力响应。结果表明:F轨垂向最大变形量随沉降幅值的增加而增大,且20 m跨度桥梁受桥墩沉降影响最大;当桥墩沉降量达到15 mm时,20 m跨度桥梁的F轨轨面10 m弦矢高值已超过规范限值,而25 m和30 m跨度桥梁的F轨轨面几何精度在沉降量达到20 mm时超过限值;进一步考虑温度及轨道自重因素时,桥墩沉降区段F轨轨面几何精度将进一步恶化,25 m和30 m跨度桥梁的F轨轨面几何精度在桥墩沉降10 mm时就已经超过规范限值。车辆通过桥墩沉降区段时,车体垂向加速度对车速变化更敏感,且随着车速的增加显著增大;仅考虑沉降作用时,车体垂向加速度随着跨度的增加先减小后增大,而考虑温度及轨道自重作用时,车体垂向加速度随着跨度的增加而增大;当桥墩沉降量达到15 mm时,车辆通过30 m跨度桥梁时,车体垂向加速度超过舒适度限值,应适当降低运行速度以保证行车安全以及舒适性要求。研究结论以期为沉降区段中低速磁浮车辆安全运营及磁浮轨道建设提供参考。 展开更多
关键词 中低速磁浮 磁轨关系 桥墩沉降 轨道变形 车辆动力响应
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高速磁浮列车气动阻力与噪声的产生机制及分布特征
2
作者 许建林 李越 +1 位作者 付善强 杨永刚 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第5期30-43,共14页
为确定具备减阻降噪潜力的高速磁浮列车车体部位,基于大涡模拟(LES)方法及Ffowcs Wil-liams-Hawkings(FW-H)声类比法,对时速600 km高速磁浮列车气动阻力与气动噪声进行数值模拟分析。结果表明:列车压差阻力主要是由于头、尾车存在较大... 为确定具备减阻降噪潜力的高速磁浮列车车体部位,基于大涡模拟(LES)方法及Ffowcs Wil-liams-Hawkings(FW-H)声类比法,对时速600 km高速磁浮列车气动阻力与气动噪声进行数值模拟分析。结果表明:列车压差阻力主要是由于头、尾车存在较大压力差而形成,列车摩擦阻力主要是由于边界层内不同速度气流与列车表面发生摩擦而形成;整车摩擦阻力占总气动阻力的76.3%,起主导作用;头、尾车流线段的气动阻力占比分别为29.1%和23.8%,风挡与滑橇气动阻力占比较小,分别为1.9%和5.2%;气流脱体分离形成涡旋是头车流线型区域产生气动噪声的主要原因,尾车肩部边界层分离引起的表面压力脉动以及尾部形成涡旋是尾车流线型区域产生气动噪声的主要原因;头尾车区域近场A计权声压级随频率的增加整体呈现下降的趋势;高速磁浮列车25 m远处气动噪声分布呈现双峰特征,最大值83.1 dB出现在尾车流线型区域;1/3倍频程频谱呈现宽频带特征,峰值频率处于600~1200 Hz范围内。 展开更多
关键词 高速磁浮列车 气动阻力 气动噪声 分布特征 数值模拟
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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
3
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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常导磁悬浮列车低速段非接触供电技术研究 被引量：1
4
作者 张坤 王浩运 +3 位作者 唐志远 付善强 高信迈 武文超 《铁道学报》 北大核心 2025年第7期196-202,共7页
针对常导磁悬浮列车低速阶段直线发电机供电不足的问题,提出一种车载电源供电解决方案。该方案通过在地面定子端增设发射线圈,并复用车载端原有的直线发电机线圈,实现列车低速运行时的充足供电。采用仿真分析方法,系统比较槽间电流相角... 针对常导磁悬浮列车低速阶段直线发电机供电不足的问题,提出一种车载电源供电解决方案。该方案通过在地面定子端增设发射线圈,并复用车载端原有的直线发电机线圈,实现列车低速运行时的充足供电。采用仿真分析方法,系统比较槽间电流相角差分别为180°、90°、60°、45°、36°和30°的6种发射线圈排列方式,最终确定90°相角差的排列方案最优。同时,建立直线发电机气隙磁场理论计算模型,推导气隙磁场分布和发电线圈感应电压的解析计算公式,由此确认10 kHz为发射线圈注入电流的最佳频率和安匝数为110安匝时可以满足列车低速时的供电需求,且系统的效率为75.16%。理论计算与仿真结果相互验证,证实了地面增设发射线圈、车载复用发电线圈这一技术方案的可行性。 展开更多
关键词 非接触供电 直线发电机 齿槽效应 常导磁浮
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高速铁路隧道内气室参数对列车表面气动效应的影响 被引量：4
5
作者 陈大伟 刘钊 +2 位作者 杨海波 卫梦杰 刘峰 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1822-1833,共12页
应用三维、可压缩、非定常Navier−Stokes方程和有限体积法,以单线隧道人行通道下方布置单个气室为例,分析隧道内气室参数对列车表面气动压力和横向力的影响。研究结果表明:隧道中加设气室后列车表面压力峰值增大,且当气室位于隧道前部... 应用三维、可压缩、非定常Navier−Stokes方程和有限体积法,以单线隧道人行通道下方布置单个气室为例,分析隧道内气室参数对列车表面气动压力和横向力的影响。研究结果表明:隧道中加设气室后列车表面压力峰值增大,且当气室位于隧道前部、气室纵向长度较长、气室入口面积较大时,列车表面压力峰值增大更明显;当隧道长156 m、气室位于隧道前部、气室长度L为50 m、气室入口面积A为1.2 m^(2)、车速为400 km/h时,列车表面瞬变压力的正负峰值分别比无气室时的正负峰值大0.2 kPa和0.18 kPa;列车所受横向力在车头经过气室入口时产生波动,且波动时间随着气室长度的增大而延长,气室入口面积增大使横向力波动更为剧烈;安装气室后,列车所受横向力峰值通常低于其自身重力的1%,因此,列车发生倾覆概率较低。 展开更多
关键词 高速列车 隧道 气室 气动效应
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车轨系统多重振动下的高精度自抗扰悬浮控制
6
作者 李海涛 黄超 +2 位作者 乔存存 陈森 窦晓亮 《指挥与控制学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期551-560,共10页
针对常导磁浮列车的高精度悬浮控制问题,考虑悬浮电磁铁、悬浮架、车体的弹性连接结构以及含有高阶振动分量的桥梁动力学,建立车轨耦合垂向运动模型。分析从输入电压到悬浮间隙的积分器串联系统结构,给出悬浮自抗扰控制设计。同时,采用... 针对常导磁浮列车的高精度悬浮控制问题,考虑悬浮电磁铁、悬浮架、车体的弹性连接结构以及含有高阶振动分量的桥梁动力学,建立车轨耦合垂向运动模型。分析从输入电压到悬浮间隙的积分器串联系统结构,给出悬浮自抗扰控制设计。同时,采用悬浮电磁铁加速度反馈设计,加快列车各部分垂向加速度振荡的衰减速度,提升舒适性。针对所提方法,给出闭环稳定性结果。针对轨道周期扰动、参数摄动情况,进行仿真验证。 展开更多
关键词 高速磁浮列车 悬浮控制 自抗扰控制 扰动 舒适性
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基于磁密信号的电磁减振系统故障监测
7
作者 周冉 路思佳 +5 位作者 宋园园 吴利平 单光坤 孙凤 张志强 曲建真 《西南交通大学学报》 北大核心 2025年第4期1060-1070,共11页
当前电磁减振系统故障诊断方面的研究大多基于力学特征(位移信号或加速度信号)展开,而对系统内部磁场信号变化的研究相对较少.本文以霍尔传感器检测的磁场信号为条件,基于考虑直线电机式电磁减振系统服役状态过程中各故障对气隙磁密信... 当前电磁减振系统故障诊断方面的研究大多基于力学特征(位移信号或加速度信号)展开,而对系统内部磁场信号变化的研究相对较少.本文以霍尔传感器检测的磁场信号为条件,基于考虑直线电机式电磁减振系统服役状态过程中各故障对气隙磁密信号的影响,对电磁减振系统有限元建模,并分析、探讨故障监测.首先,对直线电机式电磁减振系统进行磁路分析,建立等效磁路模型,分析各故障对气隙磁密信号影响条件;然后,采用Maxwell电磁仿真平台建立电磁减振系统仿真模型,研究电磁减振系统不同故障下气隙磁场的磁通密度信号参数变化规律;最后,通过获取各故障条件下检测得到的电磁减振系统时频域故障特征信息,使用集合经验模态分解(EEMD)对信号频域特征信息进行经验模态分解,对比分析时频域特征信息,实现对各故障的监测.研究结果表明:系统正常状态下时域峭度值为1.6,失磁及偏心故障状态下的时域峭度值分别为2.5、6.5,其频域评价指标较正常状态有不同幅度的变化,并通过实验验证了故障监测方法的有效性. 展开更多
关键词 电磁减振系统 气隙磁密 峭度 经验模态分解 故障监测
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回归温度对Al-4.5Zn-1.3Mg合金显微组织及力学性能的影响
8
作者 林化强 丁叁叁 +3 位作者 田爱琴 陈大伟 李忠文 付正一 《有色金属科学与工程》 2025年第5期726-733,共8页
轨道交通车辆用铝合金具有较高的比强度、优异的力学性能等优点,尤其是Al-Zn-Mg合金。本文研究了不同温度参数回归再时效热处理对Al-4.5Zn-1.3Mg合金硬度和力学性能的影响规律,在185℃进行回归时效105 min时,Al-4.5Zn-1.3Mg合金可实现... 轨道交通车辆用铝合金具有较高的比强度、优异的力学性能等优点,尤其是Al-Zn-Mg合金。本文研究了不同温度参数回归再时效热处理对Al-4.5Zn-1.3Mg合金硬度和力学性能的影响规律,在185℃进行回归时效105 min时,Al-4.5Zn-1.3Mg合金可实现优异的力学性能(抗拉强度约为408 MPa,延伸率约为15%)。通过回归热处理,Al-4.5Zn-1.3Mg合金不但可保留足够GP区,避免过度回溶,促进再时效过程中η'相的析出及粗化,而且其晶界析出相断续分布形成适当宽度的无析出带(PFZ),提高了铝合金塑性。因此,合理控制回归温度可以实现Al-4.5Zn-1.3Mg铝合金材料的强塑性。 展开更多
关键词 Al-4.5Zn-1.3Mg铝合金 回归再时效 显微组织 力学性能
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