轮对自激振动激扰的机车振动特性研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51375403
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2017
  • 批准年份:
    2013
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2014-01-01 至2017-12-31

项目摘要

The high speed and heavy load of railway transportation make the dynamic interaction between the locomotive-wheel and rail grow, so as to the vibration and the problem of wheel wear and abrasion become more serious. The traditional theory and method can't fully elucidate the mechanism, resulting in the treatment effect still need to be improved. A new source of locomotive excitation is put forward in this project, which is the self-excited vibration of locomotive wheel. From the perspective of mechanical system and the electromechanical coupling, using energy principle and internal feedback mechanism, the mechanism of locomotive wheel self-excited vibration will be elaborated. A dynamics analysis model of locomotive wheel self-excited vibration will be established, so as to study the condition and stability judgment of self-excited vibration. In addition, the characteristics and influencing factors of self-excited vibration will be analyzed. The locomotive dynamics analysis model including wheel self-excited vibration also will be presented by the modular modeling technology, so as to study the locomotive vibration characteristics by excitation due to the wheel self-excited vibration. In order to put forward the principle and measures to avoid resonance, the coupling vibration effect among wheels, frame and car-body of locomotive will be done. The response and effect between the locomotive vertical high-frequency vibration and the locomotive longitudinal relaxation vibration caused by wheel self-excited are studied. The new mechanism of the wear and abrasion of locomotive wheel is analyzed. What's more, to verify the reliability of the theoretical model and the accuracy of the simulation analysis, many test research will be done. At the same time, the way and related technical measures to reduce the dynamic interaction between wheel and rail are presented.
我国铁路运输繁忙,服役机车负荷饱满,使得机车轮轨相互作用日益增强、振动加剧、车轮磨损磨耗问题突出。传统理论和方法不能完全阐明其机理,治理效果还需提高。本课题提出机车存在一种新的激扰源,它是机车轮对的自激振动。将从机械系统和机电耦合角度,利用能量原理和内在反馈机制,阐述轮对自激振动的机理;建立轮对自激振动动力学分析模型,研究轮对自激振动的产生条件和稳定性判定,分析轮对自激振动特性及影响因素。还将通过模块式建模,建立包括轮对自激振动模型在内的机车动力学分析新模型,研究轮对自激振动激扰的机车振动规律;研究轮对、构架、车体之间的耦合振动作用关系,提出避免共振的原理和措施;研究机车垂向高频振动和机车纵向张弛振动作用及效果,分析机车轮对磨损磨耗新机理。并开展试验研究,验证理论模型的可靠性及仿真分析的准确性。同时,在应用上,提出进一步减轻轮轨动态相互作用的途径及相关技术措施。

结项摘要

对轮对自激振动问题的研究,探知了轮对自激振动产生的机理;分析了轮对自激振动下驱动系统扭-纵耦合振动特性;研究了轮对自激振动对高速动车的影响,进行了系统参数对轮对自激振动作用效果的影响分析,提出了抑制/减小轮对自激振动影响的措施;并开展了驱动系统悬挂参数对机车轮对恢复粘着性能的仿真及试验验证。将自激振动的理论引入轨道交通领域,拓展了机车动力学的理论。研究成果可为减小/抑制轮对自激振动的产生,机车驱动系统在设计时降低轮对自激振动带来的影响提供理论依据及途径。.对系统响应的振动测试数据分析的研究,提出了一种基于形态滤波、能量原理和特征IMF选择的改进EMD方法,可用以消除模态混叠现象、提取潜在的故障信息;同时,提出一种二次频率耦合的对角切片谱的分析方法,拓展了对角切片谱的应用。.由于轮对自激振动是由于轮轨界面接触产生的激扰而激发的,基于界面激扰这个概念和思路,项目对研究计划进行了一定扩展,并研究了驱动系统内部齿轮副啮合界面激扰和轮轨界面几何误差激扰等内容。.对驱动系统内部齿轮副啮合界面的激扰问题的研究,提出了在齿宽方向具有非均匀分布的齿根裂纹的齿轮啮合刚度计算模型;基于势能原理建立了具有齿廓变位的内啮合齿轮副的啮合刚度计算模型;采用多尺度法分析了齿面啮合激扰引起的时变刚度下机车驱动系统的稳定性;进而研究了齿面摩擦对驱动系统稳定性的影响。可为齿轮界面激扰的精确模拟提供方法,为提高驱动系统的稳定性提供理论依据。.对轮轨界面几何误差激扰问题的研究,分别仿真分析了轨道平顶型、隆起型、连续交点型、正弦型、指数衰减型局部激扰以及局部不平顺的恶化对机车动力学性能的影响。可为机车在运行中减小危害,提高运输安全水平提供参考依据。

项目成果

期刊论文数量(20)
专著数量(1)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
基于Hilbert-Huang变换的列车车轮失圆故障诊断
  • DOI:
    10.16450/j.cnki.issn.1004-6801.2016.04.019
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    振动.测试与诊断
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李奕璠;刘建新;李忠继
  • 通讯作者:
    李忠继
The effects of wheelset driving system suspension parameters on the re-adhesion performance of locomotives
轮对驱动系统悬架参数对机车再附着性能的影响
  • DOI:
    10.1080/00423114.2015.1108446
  • 发表时间:
    2015-11
  • 期刊:
    Vehicle System Dynamics
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Yao Yuan;Zhao Shiyin;Xiao Feixiong;Liu Jianxin
  • 通讯作者:
    Liu Jianxin
基于自适应多尺度形态学分析的车轮扁疤故障诊断方法
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    交通运输工程学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    李奕璠;刘建新;林建辉;李忠继
  • 通讯作者:
    李忠继
轨道局部指数衰减型动态不平顺对机车动力学响应影响
  • DOI:
    10.13890/j.issn.1000-128x.2017.01.016
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    机车电传动
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    蒋博;刘建新;李登妹;张俊杰
  • 通讯作者:
    张俊杰
The active control of the lateral movement of a motor suspended under a high-speed locomotive
高速机车下悬挂电机横向运动的主动控制
  • DOI:
    10.1177/0954409715605138
  • 发表时间:
    2016-08
  • 期刊:
    Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers Part F-Journal of Rail and Rapid Transit
  • 影响因子:
    2
  • 作者:
    Yao Yuan;Zhang Xiaoxia;Liu Xu
  • 通讯作者:
    Liu Xu

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其他文献

温度对玉米秸秆腐解期间腐殖质消长动态的影响
  • DOI:
    10.13207/j.cnki.jnwafu.2016.04.012
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    西北农林科技大学学报(自然科学版)
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    侯淑艳;窦森;刘建新;曲晓晶
  • 通讯作者:
    曲晓晶
BiOCl/AgCl复合材料可见光光催化活性和稳定性研究
  • DOI:
    10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2018.08.013
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    人工晶体学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    俎翔;刘建新;胡颖媛;樊彩梅;吕志平
  • 通讯作者:
    吕志平
国内外全科医生职业吸引力研究进展
  • DOI:
    10.12114/j.issn.1007-9572.2019.00.333
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    中国全科医学
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    甘勇;杨婷婷;杨宇迪;刘建新;卢祖洵
  • 通讯作者:
    卢祖洵
半导体光催化分解水的析氢效率研究
太阳能光解水半导体光催化剂析氢效率研究
  • DOI:
    10.7536/pc190528
  • 发表时间:
    2020
  • 期刊:
    化学进展
  • 影响因子:
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  • 作者:
    郭丽君;李瑞;刘建新;席庆;樊彩梅
  • 通讯作者:
    樊彩梅
干奶期热应激对奶牛新生犊牛机体健康及头胎母牛繁殖与产奶性能的影响
  • DOI:
    10.19556/j.0258-7033.2017-09-008
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中国畜牧杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    王贝贝;释凯;刘建新;刘红云
  • 通讯作者:
    刘红云

其他文献

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刘建新的其他基金

铁路机车驱动装置悬挂机理的理论与试验研究
  • 批准号:
    50875219
  • 批准年份:
    2008
  • 资助金额:
    37.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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AI项目解读示例

课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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