针对某型清筛机在工作过程中出现挖掘链驱动马达大范围频繁损坏,利用压力冲击产生原理,分析其液压系统,认为马达不平稳运行时会形成冲击,从而导致马达损坏,进一步机理分析与仿真研究证实了这一结论。在此基础上,提出了抑制冲击的具体措施,仿真结果表明在保证主泵低压侧压力稳定时,能有效减小闭式液压系统压力冲击,提高马达的寿命。

为了解决某型铁路捣固车的捣固装置在使用过程中出现夹持油缸异响的问题,基于捣固装置结构和液压系统建立模型,分析激振力对夹持液压系统压力的影响,提出了在夹持油缸回油路设置单向阻尼孔,达到稳定液压系统压力的目的。通过AMESIM对系统进行仿真,证实了激振力对夹持油缸压力的影响以及阻尼孔在稳定压力时所起的作用,结果表明在回油路设置合适的单向阻尼孔可以有效稳定夹持液压系统压力,从而可提高捣固装置的作业性能。

为研究由列车高速通过全封闭声屏障时诱发的气动效应,探究断面面积对声屏障风压荷载的影响,基于计算流体力学软件FLUENT,以某时速350 km/h高速铁路全封闭声屏障为研究对象,对高速列车通过不同净空面积的全封闭声屏障过程进行数值模拟,分别从气压波传播规律、声屏障气动荷载变化规律以及典型截面各测点压力分布3个方面开展研究。模拟结果验证了声屏障内气压波的传播规律与隧道结构类似,获得了全封闭声屏障气动压力极值随断面面积变化的关系曲线,发现同一截面风压在环向存在明显不对称分布。本文研究成果可为全封闭式声屏障结构设计提供理论依据。

城际列车的运行速度一般处于100~200 km/h之间,对于这类列车气动性能的研究基本处于空白状态,而随着城际列车的不断开通,其安全问题日益加深,因此有必要对城际列车进行气动性能分析。采用数值模拟计算的方法,对温州S1线列车的气动性能进行研究。主要分析列车明线运行时阻力和噪声、列车过隧道车体表面压力变化和车厢内部压力变化几个方面。通过对结果的分析对比,得出其变化规律随着速度的增大,阻力增大,车体表面压力增大,车内压力增大,噪声增大;列车过隧道时,40m^2圆形隧道要比33m^2方形隧道气动性能好;对于单车过隧道,动态密封指数要大于10 s;列车以160 km/h速度运行时,线边25 m远、沿列车轴线方向的最大噪声级约80 d B,在环境噪声允许范围内。

针对永磁悬浮轨道弯道侧向力控制系统的大惯性、纯滞后以及非自衡等特点,提出一种DMC-PID串级控制的永磁悬浮侧向力控制策略。结合PID的快速响应能力和DMC预测控制的抗干扰能力强优点,二者优势互补。对比传统PID控制策略、DMC-PID串级控制策略在永磁悬浮侧向力控制系统中的动态性能。仿真结果表明:DMC-PID串级控制策略较传统PID控制策略控制效果更优,具有侧向力波动更小、调节时间更短以及响应速度更快等优点,表现出良好的跟随性和抗干扰能力。在永磁悬浮列车转弯时,采用DMC-PID串级控制策略能够较快通过控制数字液压缸的伸缩使得车载磁体与磁轨磁体对中,侧向力趋近于目标值0 N,较大程度提高永磁悬浮列车的平稳性。

针对小半径曲线段上出现过超高与欠超高的现象,提出一种能够自动调节超高值的液压杆式轨枕,对轨枕的结构组成和工作原理作简要说明。基于有限元法建立轨枕及下部结构的三维模型,在此基础上,分析在列车荷载作用下,轨枕及下部装置在不同外轨超高状态下的结构强度,同时对比铰接件垫板面积、铰接件宽度、导向块长度和外轨支承钢块厚度等参数对轨枕及下部装置的结构强度的影响规律。研究结果表明:在承受垂向、纵向、横向荷载且轨枕外轨超高在150 mm以内时,轨枕及下部结构强度均符合材料强度要求;增加垫板面积能够降低铰接件和外轨处钢枕部位承受的最大压应力;增加导向块长度能降低导向块所承受的最大拉应力和最大压应力;铰接件宽度的增大不利于增加铰接件处的强度;支承钢块的厚度可适当减少来降低轨枕及下部装置整体重心。

建立经典轨道车辆垂向多刚体模型,推导出模型的振动微分方程组,并采用虚拟激励法和三角级数反演理论求解轨道车辆Sperling平稳性指标。基于Sobol序列对模型11个参数进行随机采样,运用Sobol'法实现对Sperling指标的全局灵敏度分析,得到各个参数对车辆平稳性指标的一阶灵敏度及总灵敏度。最后选取车体质量和一系悬挂刚度2个参数进行优化分析。研究结果表明平稳性指标随着速度的提高而增大,但影响平稳性的主要因素受速度改变的影响较小;车体质量、转向架质量、二系悬挂刚度和车辆定距之半对车辆平稳性影响较大;车体质量和二系悬挂阻尼与其他参数交互作用明显;提高车体质量和降低一系悬挂刚度能有效地提高平稳性。

动车组配电柜体积大、质量重,车内空间狭小,为此设计一款装配装置实现大角度翻转。而翻转过程中重心位置动态变化,翻转过程受力复杂。通过静力学分析所得的力矩曲线可知,翻转角度在0.224π和0.239π时,产生2类不利的前倾方式,并通过气动缓冲器和结构优化加以解决。对优化前后的翻转过程进行柔性多体动力学仿真分析,研究结果表明优化后前倾力矩被有效抑制,配电柜可顺利翻转。输出柔性体关键部位的动态应力曲线,实现机械结构的动态设计。

为研究液压驱动车辆发动机转速稳定性的优化控制问题，针对现行液压驱动车辆在急减速以及下坡道时，由于车辆惯性大使得发动机被反拖而导致的失速问题，提出主动增加发动机的摩擦力矩和串接辅助泵的解决方案；以液压驱动某型钢轨打磨车为例，对系统进行数学建模，分析反拖工况下发动机的失速机理，研究车辆反拖工况时发动机摩擦力矩与转速的关系；采用AMESim对系统进行仿真，对发动机在反拖工况下的转速稳定性进行优化控制；研究结果表明：通过主动增大发动机的转速来提高摩擦力矩以及串接辅助泵等方案均能有效地解决发动机的反拖失速问题，提高了车辆运行的平稳性和安全性。

基于大修列车液压行走驱动系统的工作原理,对马达串联静液压驱动车辆在大负载工况下打滑原因进行分析,指出马达泄漏是车轮打滑的主因;针对驱动系统的打滑问题,提出补油回路分别用减压阀、电比例阀和三通流量控制阀的3种旁路补油方案;通过对3种方案进行数学建模和特性分析,完成基于AMESim的系统建模和仿真分析。研究结果表明:列车稳态运转时,3种补油方案均可以补充系统泄漏,改善车轮打滑情况;但是,在启动阶段,采用三通流量控制阀补油时驱动系统的同步性以及对载荷的均衡情况大大改善。