检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道学报 2025年第4期47卷 103-114页

作者：岳松涛张林立圣小珍上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

根据钢轨动力吸振器与钢轨的相互作用方式和空间力系简化理论,提出吸振器提供给钢轨的三维动刚度矩阵的定义,基于锤击试验建立确定该矩阵的方法。在锤击试验中测试钢轨特定点之间的频率响应函数,根据频率响应函数得到钢轨质心加速度和... 详细信息

根据钢轨动力吸振器与钢轨的相互作用方式和空间力系简化理论,提出吸振器提供给钢轨的三维动刚度矩阵的定义,基于锤击试验建立确定该矩阵的方法。在锤击试验中测试钢轨特定点之间的频率响应函数,根据频率响应函数得到钢轨质心加速度和角加速度,再根据动量和动量矩定理建立钢轨的动力学方程,即可一次得到吸振器的全部动刚度(一步方法)。考虑钢轨/吸振器系统的结构对称性,还提出确定吸振器动刚度的分步方法。吸振器测试结果表明,分步方法可以克服某些力-响应之间相干性差带来的问题,优于一步方法。最后根据测定的吸振器动刚度,通过带有钢轨吸振器的无限长周期轨道结构模型,计算钢轨振动衰减率,并分析吸振器对钢轨振动衰减率效果。

关键词：钢轨动力吸振器动刚度锤击法钢轨振动振动衰减率

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考虑温湿变的地铁曲线啸叫噪声形成机理分析

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机械工程学报 2025年第6期61卷 217-227页

作者：文永蓬董昊亮徐祖翰周月吴俊汉西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

地铁车辆在小半径曲线极易产生曲线啸叫噪声,轮轨间的下降摩擦机制被认为是产生曲线啸叫噪声的可能原因之一,然而,长期服役条件下不同温湿度的轮轨间蠕滑条件不同,轮轨接触状态受环境因素影响明显,环境对曲线啸叫噪声影响的机理有待进... 详细信息

地铁车辆在小半径曲线极易产生曲线啸叫噪声,轮轨间的下降摩擦机制被认为是产生曲线啸叫噪声的可能原因之一,然而,长期服役条件下不同温湿度的轮轨间蠕滑条件不同,轮轨接触状态受环境因素影响明显,环境对曲线啸叫噪声影响的机理有待进一步探索。为了探究环境因素对曲线啸叫产生的影响,建立考虑温湿变的地铁曲线啸叫噪声理论模型。基于对列车通过曲线行为的分析,利用实测噪声数据找出可能引发车轮曲线啸叫噪声产生的主导模态,指出产生曲线啸叫的车轮轴向振动模态与啸叫噪声关系。通过对上海全年温湿度变化的调研,分析温湿度变化对车轮横向振动和曲线啸叫噪声的影响,探讨曲线啸叫噪声的产生原因。研究结果表明,轮轨之间的下降摩擦条件是车轮横向自激振动产生的必要条件;当车轮横向振动速度接近蠕滑速度时,并且出现周期性横向力突变,系统周期性输入功率的不对称造成系统能量发生耗散,车轮的轴向模态被激发是产生曲线啸声的可能原因;相比于高温潮湿的夏天,低温干燥的冬季更容易发生曲线啸叫噪声,且产生的啸叫噪声更加尖锐,为了避免啸叫噪声引发的环境污染,建议在冬季更加注重轮轨之间的养护。研究工作对认识轨道车辆啸叫成因和进一步抑制啸叫噪声具有一定的参考价值。

关键词：曲线啸叫轮轨噪声温湿度下降摩擦摩擦振动

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界面热传导性能对弓网接触温升的影响分析

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城市轨道交通研究 2025年第3期28卷 123-127页

作者：闭永雷吴爱中宋恩昊上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

[目的]电动列车弓网接触导致的界面温升容易加剧受电弓滑板材料的磨损,从而增加轨道交通运营维护成本,因此开展弓网接触温升研究有重要意义。[方法]接触电阻导致的焦耳热是接触温升的热源之一,而接触界面的热传导特性影响接触副温度场分... 详细信息

[目的]电动列车弓网接触导致的界面温升容易加剧受电弓滑板材料的磨损,从而增加轨道交通运营维护成本,因此开展弓网接触温升研究有重要意义。[方法]接触电阻导致的焦耳热是接触温升的热源之一,而接触界面的热传导特性影响接触副温度场分布,两者均为影响温度场的重要因素。推导了弓网接触电阻和接触热传导的计算模型,建立滑板-接触线三维有限元模型对温度场进行多场耦合计算,分析了滑板热导率对接触热导系数及温升的影响。[结果及结论]分析结果表明,长时间接触条件下滑板内部存在热量“囤积”现象;提升滑板材料的热导率可以降低滑板的接触温升,进而降低滑板材料的热损伤。

关键词：电气列车弓网系统接触温升接触热导多场耦合计算

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基于FPGA的声学相机音频采集系统设计

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电子科技 2025年第4期38卷 66-72页

作者：温锦龙师蔚胡定玉廖爱华上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

针对基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的声学相机音频采集方案存在信号采集效率低下、硬件逻辑复杂度高的问题,文中提出一种高效的基于FPGA声学相机音频采集系统设计方案。在FPGA内部使用级联的高效解码滤波器对多通道PDM(Pulse... 详细信息

针对基于FPGA(Field Programmable Gate Array)的声学相机音频采集方案存在信号采集效率低下、硬件逻辑复杂度高的问题,文中提出一种高效的基于FPGA声学相机音频采集系统设计方案。在FPGA内部使用级联的高效解码滤波器对多通道PDM(Pulse Density Modulation)音频信号流进行解码以减少硬件计算工作量。FPGA采集多通道MEMS(Micro Electro Mechanical Systems)麦克风的PDM数据流进行位拼接并补码为有符号数,各帧数据包通过AXI4-Stream总线协议在各个级联滤波器中进行流水线操作,并行运行整个解码过程来简化硬件逻辑的复杂性。解码后的数据通过UDP(User Datagram Protocol)协议进行千兆以太网传输来保证实时性。仿真和实验结果验证了所提方案的可行性和有效性,数据解码延时小于200μs,硬件逻辑资源占用率小于60%,数据丢包率为0%,表明所提方案实时性高、稳定性强,可为基于FPGA的声学相机设计提供更多参考。

关键词： FPGA 声学相机 PDM音频解码 MEMS麦克风声源定位 AXI4-Stream总线协议千兆以太网滤波器设计

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科隆蛋扣件直线路段钢轨波磨形成机理研究

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铁道科学与工程学报 2024年第9期21卷 3595-3607页

作者：汪梦寒顾晓菡王安斌上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

为研究国内地铁科隆蛋扣件直线路段钢轨表面出现的短波长波磨现象,用CAT波磨仪测试钢轨波磨静态特征,通过力锤敲击法测试轨道结构的频率响应函数以及轮轴的模态特性。考虑簧下质量用ABAQUS软件建立轮轨耦合有限元模型,并基于此建立三维... 详细信息

为研究国内地铁科隆蛋扣件直线路段钢轨表面出现的短波长波磨现象,用CAT波磨仪测试钢轨波磨静态特征,通过力锤敲击法测试轨道结构的频率响应函数以及轮轴的模态特性。考虑簧下质量用ABAQUS软件建立轮轨耦合有限元模型,并基于此建立三维瞬态滚动有限元模型,分析轮轨耦合条件下轨道的模态特性以及轮轨瞬态滚动特性。基于轨道结构振动理论与瞬态滚动理论,分析轮轨耦合系统动态特性与钢轨波磨的相关性。研究结果表明:在直线路段左右轨钢轨磨损的程度几乎一致,钢轨波磨主要波长为30~40 mm,在运营车速为80 km/h的车速下波磨波长的通过频率为555~740 Hz;轮轨耦合系统在波磨波长通过频率范围内振动的模态振型主要表现为钢轨相对于轨道板的垂向弯曲振动;在25~50mm短波长凹坑的激励下轮轨垂向力差值显著频率和轮轨耦合系统的垂向弯曲振动频率与波磨波长通过频率相吻合,钢轨波磨的产生与该路段钢轨的垂向Pinned-Pinned频率关系不大,主要是轮轨耦合系统570~710 Hz内钢轨的垂向中高频固有特性被钢轨表面损伤激发导致的。轨道结构波磨的产生主要与轨道结构中高频固有特性相关,轮轨耦合中高频模态特征被激发是诱发和加剧钢轨波磨发展的根本原因。研究成果可为解释科隆蛋扣件直线路段钢轨波磨的形成奠定有关理论基础。

关键词：科隆蛋扣件钢轨波磨轮轨耦合动态特性凹坑激励中高频模态

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基于环形试验台的钢轨短波长波磨产生机理研究

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铁道科学与工程学报 2024年第7期21卷 2687-2698页

作者：汪梦寒顾晓菡王安斌上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

介绍一种具有小半径曲线轨道的环形试验台,并对其钢轨表面短波长波磨的形成原因进行分析。环形试验台上车辆运行6 000圈后,在低轨表面观察到钢轨波磨以3.31 mm的波长再现。通过力锤敲击对轨道动态特性进行频率响应函数测试,并在行车条... 详细信息

介绍一种具有小半径曲线轨道的环形试验台,并对其钢轨表面短波长波磨的形成原因进行分析。环形试验台上车辆运行6 000圈后,在低轨表面观察到钢轨波磨以3.31 mm的波长再现。通过力锤敲击对轨道动态特性进行频率响应函数测试,并在行车条件下对波磨附近处高低轨的振动加速度进行数据采样,采用短时傅里叶变换对采样数据在频域上进行分析。根据试验台的实际尺寸建立轨道三维实体有限元模型,并对其进行模态分析和频响分析。结合试验和仿真的结果分析轨道结构动态特性与钢轨波磨的相关性。结果表明,试验车辆运行速度为12 km/h时,3.3 mm波长波磨的通过频率为1 007 Hz。低轨的1阶垂向Pinned-Pinned频率为2 277 Hz,低轨的1阶横向Pinned-Pinned频率为1 015 Hz,与波磨通过频率相吻合。车辆通过小曲线半径时,低轨上的横向振动幅值远大于高轨上的振动幅值,且低轨上的横向Pinned-Pinned频率1 015 Hz容易被激发,形成与共振频率对应的波磨,且在不同行车速度下低轨被激发出来的横向Pinned-Pinned频率几乎不会受速度的影响,振动幅值随着速度的减小依次降低。低轨频率响应函数试验测试的结果和有限元仿真的结果相吻合,验证了所建立的有限元模型的准确性,且在白噪声的激励下,有限元模型中低轨的横向Pinned-Pinned频率极易被激发出来,其模态振型表现为以钢轨弹性扣件支撑点相对固定。轨道结构波磨的产生主要与轨道结构中高频固有特性相关,钢轨横向Pinned-Pinned模态被激发加剧了钢轨的横向振动是导致小曲线半径低轨钢轨波磨形成的原因。

关键词：小半径曲线轨道环形试验台钢轨波磨轨道结构动态特性中高频固有特性

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考虑弹性振动的城市轨道车辆频变吸振器减振方法

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振动与冲击 2023年第17期42卷 35-42,113页

作者：文永蓬徐硕董昊亮西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031 上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

车体轻量化设计是城市轨道车辆技术发展趋势,然而轻量化后的车体可能会引起车辆的弹性振动加剧,导致运行过程中车辆平稳性和乘坐舒适性下降问题。为了有效抑制城市轨道车辆弹性车体的垂向振动、提高车辆乘坐舒适性,利用变刚度机构的系... 详细信息

车体轻量化设计是城市轨道车辆技术发展趋势,然而轻量化后的车体可能会引起车辆的弹性振动加剧,导致运行过程中车辆平稳性和乘坐舒适性下降问题。为了有效抑制城市轨道车辆弹性车体的垂向振动、提高车辆乘坐舒适性,利用变刚度机构的系统频率呈非线性变化的特点,建立包含频变吸振器的城市轨道车辆弹性车体垂向动力学模型,提出利用频变吸振器抑制弹性车体垂向振动的减振方法,分析不同速度、不同位置安装频变吸振器的减振效果,指明频变吸振器的优点。通过对比频变吸振器与传统被动式吸振器的减振效果,对频变吸振器抑制车体振动进行评价。结果表明:频变吸振器在不同速度、不同位置均能有效抑制车辆刚性与弹性振动;频变吸振器的优点在于一定程度上能够拓宽被动式吸振器的减振频带,提升吸振器在复杂工况下的减振能力。该工作为利用频变吸振器在城市轨道车辆上的应用提供了参考依据。

关键词：垂向振动弹性车体频变吸振器 Sperling指标

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轴箱内置地铁车辆在小半径曲线上的运行稳定性研究

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振动与冲击 2024年第18期43卷 121-130,144页

作者：霍子伟文永蓬钟硕乔涂春云楼博臻上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室成都610031

轨道车辆技术的发展对转向架轻量化提出了更高的要求,采用轴箱内置转向架技术实现轻量化将是我国未来轨道车辆发展的重要手段之一。为了提升轴箱内置地铁车辆在曲线轨道上的运行稳定性,针对地铁小半径曲线多、曲线过渡段短的特点,建立... 详细信息

轨道车辆技术的发展对转向架轻量化提出了更高的要求,采用轴箱内置转向架技术实现轻量化将是我国未来轨道车辆发展的重要手段之一。为了提升轴箱内置地铁车辆在曲线轨道上的运行稳定性,针对地铁小半径曲线多、曲线过渡段短的特点,建立了采用内置轴箱的地铁车辆曲线轨道通过动力学模型;针对不同轴箱布置方式,对比分析了地铁车辆在曲线运行时的特性,并探讨了一系纵向刚度对轴箱内置地铁车辆运行稳定性的影响;进一步解决轴箱内置地铁车辆的曲线通过性和运行稳定性的矛盾,指出了安装抗蛇行减振器的必要性。研究结果表明:与轴箱外置地铁车辆相比,轴箱内置地铁车辆在曲线轨道上具有较好的曲线通过能力,但运行稳定性较差;安装抗蛇行减振器并选取适当的一系纵向刚度,能够解决轴箱内置地铁车辆在曲线通过时容易失稳的问题。论文工作对于发展轴箱内置转向架技术、实现转向架轻量化具有重要的参考价值。

关键词：地铁车辆轴箱内置转向架小半径曲线运行稳定性一系纵向刚度抗蛇行减振器

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三维空间非同步测量高分辨率声成像方法

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声学学报 2022年第2期47卷 220-228页

作者：丁晋晋胡定玉余亮上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620 上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室上海200240

为解决三维空间中声源成像分辨率低的问题,提出一种基于非同步测量的三维空间声成像方法。该方法首先通过移动球形传声器阵列扫描空间分布的声源,然后利用非同步测量技术近似得到大孔径、高密度的传声器阵列测量结果,最后通过传统波束... 详细信息

为解决三维空间中声源成像分辨率低的问题,提出一种基于非同步测量的三维空间声成像方法。该方法首先通过移动球形传声器阵列扫描空间分布的声源,然后利用非同步测量技术近似得到大孔径、高密度的传声器阵列测量结果,最后通过传统波束形成算法成像。仿真及实验结果表明,该方法与单次测量下的波束形成方法相比,聚焦性能更好,空间分辨率高,可实现三维空间中声源分布的高分辨率成像;同时,该方法成像结果可替代多阵列的同步测量结果,无需参考传声器,避免了使用参考传声器在增加通道数量以及空间布置问题上的局限性。

关键词：传声器阵列单次测量同步测量三维空间高分辨率成像声成像空间分辨率聚焦性能

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组合式道床系统减振特性分析及参数调查

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铁道科学与工程学报 2022年第8期19卷 2231-2239页

作者：崔越周信鲁锦涛上海工程技术大学城市轨道交通学院上海201620 上海工程技术大学上海市轨道交通振动与噪声控制技术工程研究中心上海201620

为研究组合式道床系统的减振特性并进一步优化组合式道床系统的减振效果,建立车辆-组合式道床系统耦合动力学模型,通过组合式道床系统变形情况线路测试验证模型正确性,并对道床垫和扣件刚度进行参数调查,给出组合式道床系统优化思路。... 详细信息

为研究组合式道床系统的减振特性并进一步优化组合式道床系统的减振效果,建立车辆-组合式道床系统耦合动力学模型,通过组合式道床系统变形情况线路测试验证模型正确性,并对道床垫和扣件刚度进行参数调查,给出组合式道床系统优化思路。研究结果表明:降低道床垫刚度能增加组合式道床系统在20~200 Hz频段内的隔振效果,但会增大中低频频段的钢轨振动,由于钢轨振动总值主要由中心频率为630 Hz的高频振动决定,故降低道床垫刚度对钢轨振动总值基本没有影响;降低扣件刚度能增加组合式道床系统在50~200 Hz频段内的隔振效果,但会增大0~2500 Hz全频段内的钢轨振动,因此降低扣件刚度会增大钢轨振动总值;道床垫刚度对组合式道床系统隔振性能的影响大于扣件刚度;组合式道床减振性能优化应遵循以下思路:在符合《浮置板轨道技术规范》钢轨和轨道板变形限制的基础上,首先降低道床垫刚度,再获得扣件刚度最低取值范围;提出道床垫刚度在0.010~0.168 N/mm3范围内,扣件刚度在9~160 kN/mm范围内,组合道床系统在不同道床垫和扣件组合刚度下,钢轨和混凝土基础处的减振量计算公式;给出不同道床垫刚度下,扣件刚度的建议取值范围,为组合式道床系统后续优化和运用提供参考。

关键词：组合式道床系统车辆-轨道耦合动力学模型振动加速度参数调查振动特性

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