为了研究高速列车牵引电机传动系统中鼓形齿式联轴器的收缩电阻,采用几何分析方法,依据联轴器结构参数,建立了联轴器外齿表面数学模型。基于坐标变换计算了联轴器在存在轴间倾角情况下的各齿表面相对夹角与最小接触间隙;依据单齿挠曲线近似微分方程并采用载荷分配方法计算了联轴器各齿载荷与总载荷的关系;根据Hertz弹性接触理论与粗糙表面接触理论计算了实际接触面积与收缩电阻。研究表明,联轴器在齿面最小间隙为0时,轴间倾角为极值;联轴器轴间倾角越大,单齿所受载荷越大,不同齿的齿面所受载荷分布越不均匀。当电机在牵引运行状态时,联轴器实际接触面积最小约为0.012 mm2,最大约为0.06 mm2。联轴器总齿面收缩电阻与总力矩呈反比关系,联轴器收缩电阻在16.2~155.2μΩ之间。研究成果可为联轴器电蚀分析提供一定的理论参考。

高速列车在明线交会时,形成的瞬态气动载荷剧烈地作用于车体,严重影响了车辆运行的横向稳定。被动控制或天棚阻尼半主动控制都无法有效地减小列车交会时的横向振动。建立了气动载荷激扰下的单节列车横向振动模型,并进行了仿真。根据仿真结果,会车气动载荷引起的车体横向振动加速度主要分布在(4~11)Hz频带内,且气动载荷激扰使得车辆运行的横向平稳性急剧恶化。为了提高车辆在气动载荷激励下的平稳性,设计了一种用于保证列车横向平稳性的模糊自适应PID主动控制方案,并通过仿真分析该方案用于控制列车交会时横向平稳性的效果。结果表明,模糊自适应PID主动控制使交会气动载荷激扰下的车体横向振动加速度的峰值减小29.44%,均方根值减小37.02%,车辆运行的横向平稳性提升12.82%。

介绍了基于PC104-XPE操作系统的转向架称重加载测控系统的硬件结构和软件流程,针对采集和控制的实时性问题,引入了RTX,同时解决了对底层硬件接口的访问问题,为使两边加载高效且同步,采用加载力与位移控制相结合、开环与闭环控制相结合、定值控制与误差补偿控制相结合的复合控制算法。实验调试结果表明,各项指标均达到实际要求。

根据静态气密性试验数据和理想气体绝热等熵假设,研究某型号高速列车在不同内外压差下的密封缝隙的非线性特性,结合密封缝隙的非线性特性建立车内外空气通过车体缝隙的质量流量与车体内外压力的关系,然后根据高速列车高静压风机特性曲线建立换气风机(新风机和废排风机)通风量的数学模型。并由质量守恒定律推出考虑密封缝隙非线性特性的车内外压力传递模型。列车运行过程中,车厢压力保护系统(即换气风机)需要根据瞬时的车内外压力环境做及时的调整,而这个动态响应过程需要一定的时间,故模型建立时考虑延迟时间。根据试验数据对模型进行修正,通过仿真验证了模型的可行性。

微压阻式传感器在高速动车组脉动压力测试中由于压力幅值低、振动冲击等干扰大,导致测试信号信噪比低,难以有效提取出脉动压力。通过分析微压阻式传感器信号测试过程及结构受力原理,采用结构-电耦合有限元方法建立了一种梁膜岛式的传感器模型,能有效提高传感器的灵敏度;通过振动信号对传感器模型进行激扰,得到传感器模型的振动干扰输出;通过密闭模型车体振动试验,利用EMD分解得出传感器的振动气压总输出,分离出传感器振动干扰,即可得到车体振动引起的流场脉动压力;通过CFD软件建立车体模型,加载相同振动干扰得到流场脉动压力进行验证。结果表明：两种方法提取出的脉动压力趋势及幅值一致,证明了振动干扰机理分析的正确性,并为脉动压力提取提供了理论指导。

普通快速列车和动车组由于运行速度和车型的差异,在交会过程中产生的交会压力波与相同车型和车速的动车组交会压力波存在差异,且会车压力波会给交会的普通快速列车和动车组的舒适性和安全性等造成很大的影响,尤其是普通快速列车在以前少有设计的气密性和气密强度等问题都倘未探明,存在潜在风险.基于三维瞬态、非定常的RNG模型,使用计算流体力学软件FLUENT,对普通快速列车时速为140km与动车组时速为250km明线交会时的气动性能进行数值仿真计算.计算结果表明普通快速列车和动车组交会侧的测点压力在交会过程中会受到两次较大的压力波峰到波谷(或波谷到波峰)的突变;普通快速列车交会侧表面的压力波幅值最大值发生在与动车组鼻尖等高的机车Ⅰ位端司机室与辅助室过渡处;动车组交会侧表面的压力波幅值最大值发生在与普通快速列车底部等高...

薄膜结构微压阻式传感器在提高灵敏度过程中容易引入非线性误差，导致传感器输出性能变差。通过分析微压阻式传感器核心敏感元件结构，利用Ansys软件建立硅杯薄膜有限元分析模型，并通过弹性力学方法对有限元模拟的精确度进行验证。针对薄膜结构传感器非线性误差随灵敏度提升而急剧增加的问题，为了提高传感器的线性性能，通过在敏感薄膜下方集成双岛结构，并分析优化岛长和岛宽等结构参数，得到了一种输出线性度优良的双岛结构传感器模型。模型输出结果表明：双岛结构挠度线性度为0．8％，相比薄膜结构8．6％有了较大的改善，电压输出线性度为0．9％，能满足使用要求，且实现了高灵敏度下线性输出优良的传感器模型设计。

高速列车脉动压力测试中，为消除传感器自身尺寸对测点脉动压力的影响及脉动压力在导压管内发生畸变而产生的测试误差，提出传感器阵列测板的脉动压力测试方法。以某CRH型高速列车为研究对象，采用PRO／E软件建立1：1尺寸模型，在ANSYSICEM软件中对计算区域进行网格划分，利用大涡数值模拟（LES）方法计算车体表面压力，确定车体表面监测点位置及数量。研究表明：车体侧面沿石方向的脉动压力不具有时间相关性；列车线路试验时，用设计好的传感器阵列测板取代列车表面外壳，能有效避免传感器自身尺寸引起的干扰以及导压管内产生的压力损失。

列车线路试验是研究高速列车气动性能最直接的方法,通常用微型超薄气压传感器测试列车表面压力,然而传感器自身尺寸会对测点处流场产生影响,导致测试结果不准确。针对这一长期被忽略的问题,分别建立单独列车模型和含传感器的列车模型,采用大涡数值模拟方法计算两种模型测点处的表面压力,利用希尔伯特-黄变换提取脉动压力;分析由于传感器自身尺寸带来的平均压力和脉动压力的测量误差,并建立与运行速度的幂函数关系。结果表明：由于传感器自身尺寸影响,测点处平均压力的测量误差绝对值近似与运行速度呈二次函数,脉动压力级改变幅值与速度的三次方呈正比关系,各速度级下总脉动压力级改变幅值几乎相等。将结论用于修正线路试验测试数据,为高速列车气动性能研究提供更准确的数据。

深海设备的可靠性需要模拟试验装置检验,随着海洋资源的深度开发,对模拟试验装置的可靠性提出了更高的要求,急需为模拟试验装置设计一套精确性与可靠性高的压力加载系统。对此设计了一套全海深背景下大容积、超高压模拟装置的液压加载控制系统,其最大试压能力可达180MPa;通过多系统建模软件AMEsim建立液压控制系统模型并与Simulink建立的控制器模型联合仿真,对设计的液压加载控制系统的可靠性与精度进行模拟。模拟了试验舱压力以2MPa/min速度上升的压力加载过程,采用迭代学习控制算法,控制精度在总体时间的1%秒以内便能达到设计要求,随着时间的增加,压力误差越来越小。验证了所设计的深海超高压模拟装置液压加载控制系统的可靠性与高精确性,为全海深压力试验提供支撑;同时AMEsim与Simulink联合仿真的方法对液压控制系统的设计优化提供了便...