采用实车试验方法,通过重复性分析和不确定度分析证明测试方法的重复性和可靠性,研究地铁隧道内的压力波传播机理,分析不同风井条件和车速等级下隧道壁面瞬变压力的分布规律,得到隧道内衬砌和附属设施的压力标准参考值。研究结果表明隧道内压力幅值受列车速度、运行方向和风井条件的影响;隧道壁面压力系数峰峰值与列车速度的平方成正比;进出隧道引起的隧道内最大压力系数峰峰值分别为4.55和4.01;当列车以95 km/h运行时,作用于隧道衬砌及附属设施的最大压力峰峰值为2.01 kPa。与封闭风井相比,开放风井可减少风井位置处的压力变化,显著降低风井区域的初始压缩波压力系数正峰值和循环周期,在AN-5位置(距风井5 m的北侧测点)的初始压缩波压力系数正峰值和循环周期分别降低了78.5%和83.4%;但对于列车前进方向一侧,距风井25~50 m的隧道壁面反而产生...

采用基于SST k-ω双方程的IDDES湍流模型,在高速磁浮列车流线型部位设置不同形态的仿生球体结构,对其减阻性能进行瞬态模拟。研究结果表明仿生球体结构不仅可以有效降低尾流流速,削弱尾流的整体强度,而且能够约束尾涡的发展,减小尾涡的辐射范围;球体结构减小了尾车流动分离位置处的高速流区面积,并有效延缓了湍流的猝发性,使得湍流强度降低,边界层厚度变窄;仿生球体结构对列车风产生一种吸附作用,使得高速区被集中在距离尾车鼻尖更近的部位,尾流的流速波动变小;球体形态差异对流场结构的影响较大,与凸包形态的球体结构相比,凹坑形态的球体结构对尾流强度的削弱作用更显著,对流动分离位置边界层的作用效果更好,对列车风的吸附能力更强;凸包形态和凹坑形态的仿生球体结构可分别减小7.64%和14.58%的尾车气动阻力,但会分别增大2.33%和1.16%的...

为研究风屏障布局对公铁同层桁架桥-列车系统气动特性影响,以高为2.5 m、透风率为30%的风屏障为例,对某大跨度公铁同层钢桁架悬索桥进行节段模型风洞试验,测试不同风屏障布置形式(单、双侧)和布置位置(内、外侧)条件下车桥系统气动特性。研究结果表明当风屏障布置在主梁外侧时,风屏障对主梁阻力系数的影响大于其布置在内侧时的影响,风屏障对列车的遮挡效果也比风屏障布置在内侧的遮挡效果好;下游内侧风屏障对车桥系统气动特性几乎无影响,但下游外侧风屏障不仅会增大主梁阻力系数,同时能减小列车升阻力系数,影响列车各面风压特别是背风面负压区;在该桁架桥外侧布置双侧风屏障时,主梁阻力系数仅增大10%,而列车阻力系数减小55%,风屏障效果较好。

针对风雨耦合作用下高速列车的气动特性问题,在大气边界层风洞中搭建风雨耦合作用试验系统,以CRH2型列车为研究对象,开展高速列车在风雨环境下的静风荷载试验;分析列车在风雨耦合作用下的气动力系数,探明不同风偏角时降雨强度对列车头车和中车气动力系数的影响规律。研究结果表明降雨对列车头车和中车气动力系数的影响不容忽视,降雨强度越大,对气动力系数的影响越显著;降雨增大头车和中车的阻力系数,在一定程度上增大侧偏力矩系数,降低侧力系数、升力系数与俯仰力矩系数,对倾覆力矩系数影响较小;在不同风偏角时,列车气动特性受降雨强度的影响程度不同,头车气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大,中车阻力系数在风偏角为20°时受降雨影响较大,其余各气动力系数在风偏角为60°时受降雨影响较大。

基于大涡模拟(LES)及Kirchhoff-Ffowcs Williams-Hawkings(K-FWH)方程,对400 km/h速度级下高速磁浮列车与高速列车气动/声学特性进行对比研究,获取高速磁浮列车气动激扰发声关键特征;通过分区合理构建扰动源积分面,对600 km/h高速磁浮列车辐射气动噪声进行数值模拟研究。研究结果表明高速列车车体不平整,几何诱导发声为主要发声机制;而高速磁浮列车车身平顺,尾车流线型区域附面层分离引起的空间扰动是主要发声源;当磁浮列车以600 km/h运行时,气动激扰发声的能量主要由尾车流线型区域偶极子声源及尾流区域四极子声源组成;尾流区四极子声源的平均辐射贡献超过偶极子声源的平均辐射贡献,达到60.9%。

针对高速列车车身风阻制动板的气动外形设计问题,设计3种几何外形(矩形、贝壳形和翅形)、2种装设角度(75°和90°)共6种组合方式的风阻制动板设计方案。采用基于SST k-ω湍流模型的RANS方法研究高速列车车身风阻制动板对整车气动增阻性能的影响。为简化风阻制动气动仿真计算,建立基于6种组合方式的风阻制动板-车顶模型,通过对比分析模型数值仿真结果,明确风阻制动板气动增阻机理、风阻制动板气动外形与布局角度对车顶模型的气动增阻效应的影响,初步确定风阻制动板装车设计方案,并对风阻制动板方案进行计算验证,通过比对装板前后列车风阻制动力气动特性和列车-风阻制动板周围流场结构,明确风阻制动板对列车整车增阻特性的影响,最终确定较优的风阻制动板设计方案的实际增阻效应。研究结果表明当风阻制动板位于车顶、与水平面成75°夹角...

为消除装载机阀控液压系统在举升和下降过程产生的节流和溢流损失,并回收举升过程中积累的重力势能,提出由三腔液压缸和闭式泵控组合的高能效液压驱动系统。首先,将现有非对称液压缸中的柱塞杆改为中空结构,设计中空腔室柱塞腔与有杆腔的面积相等,两腔室直接与液压泵进油口和出油口相连,构成闭式泵控回路,第三腔室直接与蓄能器相连,构成液气储能单元;然后,根据工作原理和理论分析初步确定系统基本元件的参数,构建所提出的系统的多学科联合仿真模型,通过动态特性的仿真分析,验证系统的可行性;最后,搭建高能效液压驱动系统试验样机验证仿真结果的准确性,并分析不同势能回收腔压力对系统能效和特性的影响。研究结果表明:采用闭式泵控液压系统,不仅完全消除了节流损失,还通过伺服电机驱动定排量液压泵,实现了动臂液压系统供需流量...

为完善轴向柱塞泵柱塞副性能分析理论体系,针对温度分布影响柱塞副性能问题进行研究,建立瞬时油膜厚度场、压力场和温度场模型以及柱塞副摩擦与泄漏模型,采用交错网格技术划分油膜网格,采用有限体积法求解能量方程和雷诺方程,以 MATLAB 仿真软件为依托耦合各物理场模型和柱塞微运动特性,对柱塞副动态温度场进行数值求解.研究温度对油膜压力分布、柱塞副轴向摩擦力和泄漏量的影响,并分析油膜不同入口温度对柱塞副性能参数的影响规律.研究结果表明：温度变化数值计算结果与实验结果基本-致;在柱塞副中引入动态温度后油膜压力峰值明显降低,轴向摩擦力有所下降,但柱塞副泄漏量增加较快;控制油膜入口油温能有效提高柱塞副工作性能.

基于集中参数法,建立含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮传动系统静态均载计算模型,并针对其进行静态均载特性行为的理论研究。考虑时变啮合刚度、各构件偏心误差激励、中心构件浮动等影响因素,并利用傅立叶级数法求解系统载荷平衡方程,定性地分析各构件偏心误差、中心构件浮动方式及浮动量、柔性内齿圈扭转刚度等参数对系统静态均载特性行为的影响。研究结果表明：系统均载系数随着偏心误差的增大而增大,构件偏心误差共同作用对均载系数的影响比构件偏心误差单独作用时的影响大;柔性内齿圈扭转刚度的改变对太阳轮、内齿圈的浮动量及系统的均载系数均有影响;含有浮动组合内齿圈的人字齿行星齿轮系统较一般人字齿行星齿轮系统有更好的均载效果。

为提高机电产品装配环节的可靠性,首先采用“功能—运动—动作”的结构化分解方法得到元动作单元,然后对产品历史故障数据进行分析以确定各运动单元的故障模式,并建立运动单元故障树;为提高分析效率,使用二元决策图(BDD)对故障树进行转化,得到故障树的最小割集,并根据基本事件的发生概率计算得到基本事件的重要度;然后根据80/20定律将重要度较高的事件确定为可靠性控制点,分析可靠性控制点故障的故障源,建立基于多色集合理论的故障与故障源间的布尔关系矩阵,提出在装配过程中针对各主要故障原因的可靠性控制措施。研究结果表明该故障建模和可靠性控制技术能够有效提高装配过程中的可靠性。