- 吴威威;丁昊;贺冠强;李榆银;秦宇杰;周鸿敏;
为研究轨轮谐波位移激励对车轮高阶多边形几何激励的模拟效果，文章利用仿真分析软件建立了转向架高频激振试验台的轮-轮滚动接触有限元模型，求解了速度440 km/h、波深0.05 mm的20阶多边形激励下的轮-轮滚动振动行为，并在时域和频域内对比分析了两种激励的异同。结果表明，模拟轴重17 t、速度440 km/h条件下波深为0.05 mm的20阶多边形时，位移激励和几何激励所得时域轮-轮垂向力最大值仅相差1.5%；位移激励下多边形激励频率在840 Hz处的轮-轮垂向力频谱峰值和轴箱加速度功率谱密度峰值与几何激励具有良好的一致性；位移激励下的轮-轮接触点局部曲率半径恒定导致接触斑面积偏大，进而使得接触应力偏小约21.7%；轮-轮垂向力频谱和轴箱加速度功率谱密度幅值整体随轨轮位移幅值的增大而增大，峰值频率基本不变。综上所述，在转向架高频激振试验台上可采用位移激励代替几何激励模拟车轮多边形。
2025年01期 No.302 42-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 1564K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 刘浩东;冯洋;赵春发;罗世辉;宋小林;
永磁悬浮交通系统利用Halbach永磁阵列之间的磁斥力实现被动悬浮，因此开发基于多自由度空间姿态的磁力快速准确计算方法对永磁悬浮交通车辆动力学预测评估具有重要意义。文章通过参考兴国县永磁悬浮交通系统，建立了长度100 mm车载永磁阵列最小悬浮单元的三维磁场有限元模型，计算不同悬浮间隙、不同横移量、不同点头角、不同侧滚角、不同摇头角条件下的磁力和磁力矩，形成与磁力和位姿参数关联的数据集；采用神经网络回归算法建立基于永磁阵列单元多自由度姿态的空间磁轨力计算代理模型。结果表明，所建立的代理模型对永磁阵列单元的磁力预测结果准确度高，拟合优度达到0.99以上；预测长度600 mm车载永磁悬浮模块的整体合力和合力矩也具有很高的精度。研究成果可为永磁悬浮交通车辆系统动力学仿真提供重要支持。
2025年01期 No.302 50-57页 [查看摘要][在线阅读][下载 1632K] [下载次数：36 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 陈佳玉;宋冬利;耿芳东;
针对现行动车组预防性维修中出现的维修不足或过度维修的问题，文章基于全生命周期管理理念，重点研究了动车组部件全生命周期运维活动对部件劣化特性与维修策略的影响。在部件层面，文章提出了考虑季节影响和运行成本的维修策略，动态反映了部件劣化特性和维修活动之间的演变趋势，并结合并行量子遗传算法求解最优维修间隔和可靠度等参数；在系统层面，通过建立的基于可靠度裕度的预防性机会维修策略，实现了动态的机会维修窗口，减少了系统停机次数，降低了系统长期维护成本。试验结果表明，与不考虑运行成本和季节影响的维修策略相比，该策略在保证部件可靠性、系统可用性和计划合理性的同时，通过实施更加积极的维修措施，可有效降低动车组维修成本。
2025年01期 No.302 58-67页 [查看摘要][在线阅读][下载 1390K] [下载次数：54 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 薛文胜;朱文良;余朝刚;孙宁远;
城轨车辆在运行中频繁地实施制动调速，容易导致车轮和闸瓦间产生连续高温摩擦，加剧闸瓦的磨耗。为研究制动温升条件下的闸瓦磨耗规律，文章建立了车轮-闸瓦摩擦副有限元模型和基于温度变化的闸瓦磨损预测仿真模型；并采用有限元ABAQUS软件，引入温度变化的Archard模型用于闸瓦磨损计算；分析了闸瓦在单次紧急制动工况、最大常用电空混合制动工况和连续制动工况下的闸瓦磨耗规律；最后通过闸瓦磨耗仿真结果与实车线路试验数据对比，验证了该仿真方法的合理性与正确性。结果表明：温度变化会引起闸瓦材料性能的变化。单次紧急制动工况下，考虑温度变化的闸瓦磨损量比不考虑温度变化的闸瓦磨损量提高了43.8%；单次最大常用电空混合制动工况时，拖车空气制动力优先补充方式下闸瓦磨损量最大，磨损量为14.6×10~(-3) mm；连续制动工况下闸瓦预测平均磨损速率为0.28 mm/104 km，与列车实测0.27 mm/104 km的磨损速率较为吻合。该闸瓦磨损预测模型可为研究城轨车辆闸瓦制动磨耗规律提供参考。
2025年01期 No.302 68-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 1479K] [下载次数：51 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 江慧;黄志辉;田明洁;侯宇轩;延博瀚;
当竖曲线与平面曲线重叠时，车辆受到竖向离心力和平面离心力共同作用，其轮轨作用力比仅存在平面曲线时更加复杂，并会影响单轴迫导向转向架对工程车曲线通过性能的改善效果。为此，文章分别建立采用传统转向架和单轴迫导向转向架的工程车动力学模型，比较凸型、凹型竖曲线分别与平面小半径曲线叠加时对其曲线通过性能和车体振动加速度的影响，并分析了不同平纵断面线路参数对单轴迫导向转向架工程车曲线通过性能和车体振动加速度的影响；同时分析了不同工况下工程车的曲线通过性能和车体振动加速度。计算结果表明，凸型竖曲线与平面小半径曲线重叠将导致轮对冲角进一步增大，凹型竖曲线上轮对冲角有所减小；在不同平纵断面参数中，平面曲线半径对工程车性能影响最大，超高影响次之，竖曲线半径和坡度差对其影响均较小；牵引力和制动力均会使工程车轮轴横向力和车体横向振动加速度增大。单轴迫导向转向架工程车对平竖曲线重叠线路适用性较好，制动力对该线路上工程车的曲线通过性能影响很大。
2025年01期 No.302 76-82页 [查看摘要][在线阅读][下载 1066K] [下载次数：55 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 乔金闯;贺兴;王志明;姚远;
为研究采用弹性架悬永磁直驱转向架的六轴货运电力机车的动力学性能，文章采用Simpack软件进行机车动力学仿真计算，分析架悬直驱机车的横向稳定性、直线运行性能和曲线通过安全性，并与采用传统的电机抱轴悬挂齿轮传动的机车进行对比。对比结果显示，除小曲线导向轮对轮缘与踏面磨耗性能有所改善外，架悬直驱机车的横向动力学性能相对于齿轮传动机车并无明显优势，尤其在直线段运行时。其原因是架悬直驱转向架的簧间质量与摇头惯量较大，从而导致机车横向稳定性不足，文章因此提出了加装抗蛇行减振器的改进方案。计算结果表明，改进方案有效提高了机车直线运行工况的横向动力学性能，性能指标与齿轮传动机车相当。
2025年01期 No.302 83-90页 [查看摘要][在线阅读][下载 1815K] [下载次数：102 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 蒲全卫;廖从建;钟晓波;彭波;
为解决不同轨距铁路区间直通运行问题，文章设计了一种适应1 000 mm到1 435 mm轨距变化的机车变轨距转向架及其轮对，通过对不同锁紧解锁方式的分析，选定了车轮锁紧式方案，并在此基础上确立了转向架总体方案和主要技术参数。文章重点分析了轮对及轨距变换过程，包括锁紧解锁机构内部结构、锁紧与解锁原理，以及销轴弹簧和轴向定位弹簧的设计。通过运动仿真分析，确立了销轴和楔形滑动块的摩擦因数。按照进入、解锁、变轨、锁紧和退出5个阶段描述了变轨过程，同时阐述了与变轨距轮对配合的地面变轨设施原理。文章提出的新型变轨距机车转向架方案及轮对的锁紧解锁原理和变轨过程，可作为后续开展变轨距机车转向架深入研究和工程化应用的参考。
2025年01期 No.302 91-96页 [查看摘要][在线阅读][下载 1322K] [下载次数：162 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：14 ] - 黄锦;池茂儒;蔡吴斌;
为了解决传统刚性轮对蛇行失稳、独立轮对自动复位能力及其曲线导向性能不足的矛盾，将机械差速器安装在独立轮对转向架上，实现左右车轮耦合或差速，在一定程度上兼具传统刚性轮对和独立轮对的优点，改善车辆动力学性能。文章分析了差速器耦合轮对的结构和摩擦盘式限滑差速器的传动原理；基于摩擦盘式差速器力学模型，建立了采用差速器耦合轮对的现代有轨电车车辆动力学模型，并与采用独立轮对和传统刚性轮对的车辆进行了直线运行稳定性和曲线通过性能的对比分析，探讨了关键参数“摩擦饱和力矩”对动力学性能的影响。研究表明，差速器耦合轮对的直线稳定性和曲线通过安全性介于传统刚性轮对与独立轮对之间，可以通过调节差速器耦合轮对的摩擦饱和力矩阈值兼顾直线稳定性和曲线通过安全性。
2025年01期 No.302 97-106页 [查看摘要][在线阅读][下载 1537K] [下载次数：48 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ]
- 刘智成;陈希隽;何晔;胡辉;
为进一步提高地铁的性能和运能，缩短列车启动时间，降低车辆启动冲击，实现车辆快速平稳起步，文章通过对列车启动过程的动力学分析，基于永磁地铁车辆提出一种柔性启动方案，用以优化启动过程中各子系统之间的配合，在保证牵引指令有效的同时，实现车辆保持缓解制动的柔性启动。针对车辆后溜防护控制问题，采用增量式PI算法，建立车辆启动过程中主动后溜防护控制系统模型，加强车辆对坡道启动的鲁棒性。该柔性启动方案已完成全线路的性能仿真验证和整车实车测试，仿真与试验结果表明，该启动方案能够适应各种轨道条件，利用现有设备即可实现永磁地铁车辆平稳快速启动。
2025年01期 No.302 107-113页 [查看摘要][在线阅读][下载 1313K] [下载次数：99 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：16 ] - 张征方;史可;刘海涛;王跃;冯凌;
重载列车长大下坡道的空电协同属于带非线性状态约束、控制约束和终端约束的最优控制问题。传统的空电协同策略不具备同时处理非线性状态约束、控制约束、长距离终端约束的能力，因此难以保证重载列车空电协同过程中的安全性和平稳性。为了解决这个问题，文章提出一种基于启发式双端优化的重载列车空电协同控制策略。首先，文章分析重载列车动力学特性，提炼出空电协同过程的非线性状态约束、控制约束和终端约束；然后，在非线性状态约束和控制约束内对平稳性目标进行梯度寻优，形成基于位置域的有限集序列，同时，设计神经网络对非线性空气制动模型参数进行辨识，得到空气制动力预测值，接着，设计A*算法，在有限集序列内实现迭代寻优，得到满足终端约束的空电协同控制序列；最后，通过半实物仿真平台验证所提出的重载列车空电协同控制策略的有效性。
2025年01期 No.302 114-121页 [查看摘要][在线阅读][下载 1341K] [下载次数：22 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：15 ] - 蒋思盾;冯江华;张征方;史可;罗钦洋;
虚拟编组是轨道交通领域研究的前沿技术之一，为提升虚拟编组的运行效率、降低运行能耗，文章提出了一种基于双层优化的高效节能协同控制策略。其中，上层为高效优化策略层，负责构建高效起车和停车目标函数，设计多目标遗传算法，从而得到关键决策信息，并将关键决策信息作为双层模型的中间传递量；下层为节能优化策略层，负责构建节能目标函数，通过多目标粒子群算法优化巡航曲线，实现虚拟编组在起车、巡航和停车三阶段协同控制多目标运行。仿真结果表明，当速度在0～70 km/h时，虚拟编组起车或停车协同控制时间间隔均控制在5 s以内；同时，虚拟编组可在巡航阶段保证运行时间的条件下，使节能指标提高5.8%，有效提高了虚拟编组全阶段的运行效率和能量利用。
2025年01期 No.302 122-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1449K] [下载次数：150 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：12 ] - 刘耀峰;周文伟;张征方;
HX_D1机车自动驾驶系统已在西安局西康线开展日常运用考核，为应对后续跨路局跨交路场景应用给机车自动驾驶系统操纵带来的挑战，文章深入分析了在多线路运行、转线转场运行、编组和车辆类型多样等跨路局、跨交路场景下机车自动驾驶系统操纵面临的困难，研究和实现了电子地图与运行标尺、面向转场转线的运行规划与控制、面向多编组多车辆类型的运行规划与控制等技术。现场应用结果表明，该技术能实现在跨路局跨交路场景下货运列车的安全运行，提升机车自动驾驶系统的适应能力。
2025年01期 No.302 131-138页 [查看摘要][在线阅读][下载 1466K] [下载次数：18 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：13 ] - 洪槐斌;刘栋青;姚文华;王斌;
针对智能导引车（Intelligent Guided Vehicle,IGV）转弯进入铁路道口的路径安全性问题，文章提出了一种基于三阶贝赛尔曲线的转弯路径实时规划方法。首先根据全局路径和道路条件在道口前方预设一个用于路径规划的虚拟障碍物；然后利用虚拟障碍物信息确定贝赛尔曲线的控制点选取范围，得到满足曲率约束条件的转弯轨迹簇；最后以最小曲率为目标，选取最优转弯轨迹。仿真结果表明，采用文章所提方法可得到平顺的转弯路径，路径点最大曲率不超过0.12 m-1，满足IGV行驶转弯半径要求，而且能有效调整IGV进入铁路道口前姿态，保证行驶的安全性。
2025年01期 No.302 139-145页 [查看摘要][在线阅读][下载 1282K] [下载次数：86 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ] - 贺佳;袁鹏;
神朔铁路的重载智能驾驶列车在停车场景下规划运行曲线时，一方面由于重载列车自身固有特性导致列车操纵困难，另一方面列车运行线路环境复杂，两者共同作用提高了运行曲线规划难度。为了满足神朔铁路以安全、精准为导向的重载列车停车规划需求，文章首先根据线路特点和操纵需求，建立重载列车纵向动力学模型，引入相关约束；其次将规划过程分为空气制动阶段与非空气制动阶段，并根据各阶段的特性分别制定了规划策略；然后结合工程实际情况提出评价指标，并利用自适应权重调整策略提高算法对不同停车场景的适应性，同时制定了精细化调整策略进一步降低规划误差；最后采用半实物仿真平台在3个典型区段上对算法进行测试验证。验证结果显示，文章所提出算法在符合安全约束的前提下，平均停车规划误差为1.31 m，证明了该算法的有效性，表明该算法具有良好的实际工程应用价值。
2025年01期 No.302 146-153页 [查看摘要][在线阅读][下载 1290K] [下载次数：15 ] |[网刊下载次数：0 ] |[引用频次：0 ] |[阅读次数：8 ]