综述专题

• 重载列车纵向冲动抑制及安全保障设计研究

  高殿柱;樊运新;王开云;嵇道君;陈哲;邓江明;张波;李登科;

  针对长大重载列车纵向冲动及车钩偏转失稳等问题，文章构建了重载列车三维耦合动力学模型，探究了列车纵向冲动和车钩偏转动态相互作用机理及其对重载列车运行安全的影响机制，分析了异步控制调节参数、钩缓装置参数、二系横向止挡参数等关键参数对列车纵向冲动及车钩偏转失稳的影响，提出了抑制纵向冲动、提升车钩横向稳定性的措施。面向重载机车安全保障需求，文章从机车主、被动安全设计和故障导向安全等方面提出了设计优化措施，保证了重载列车的运行安全。

  2024年01期 v.47;No.250 1-7+25页 [查看摘要][在线阅读][下载 2813K]
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研究开发

• 市域列车隧道内站台越行气动特性分析

  张宝珍;周安德;谢红兵;何中建;姜琛;

  为提升市域列车隧道内越站时的运行安全性和旅客乘坐舒适性，文章采用紊流模型和三维非定常、可压缩、黏性纳维-斯托克斯方程，开展隧道内越行列车车外气动压力和车内压力波动的仿真分析与试验研究。研究结果表明：列车越站站台无车时的列车表面压力变化幅值、横向力和倾覆力矩大于站台有车工况，且随着测点后移其差值逐渐减小。列车越站站台有车时，越行车车内3 s压力变化幅值和1 s压力变化幅值都小于站台无车工况；站台有车时车内压力变化若要满足不大于800 Pa/3 s的要求，则列车所需动态气密指数至少为4 s；站台无车时车内压力变化若要满足不大于800 Pa/3 s的要求，则列车所需动态气密指数至少为5 s。

  2024年01期 v.47;No.250 8-13页 [查看摘要][在线阅读][下载 1958K]
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• 基于ICS算法的列车运动模型参数辨识

  刘杨;尤思博;方洲宇;

  列车运动模型参数辨识对其运行控制至关重要，文章采用单质点列车模型，对运行列车进行受力分析，建立列车运动模型，并提出利用改进的布谷鸟搜索（ICS）算法对列车基本阻力参数进行辨识；基于真实的列车运行数据，对基本阻力参数辨识进行仿真分析，并基于TD3算法对参数辨识的有效性进行仿真验证。仿真结果表明，基本阻力参数辨识对列车运行控制十分必要，相对于经验参数，辨识参数下的列车基本阻力更为准确，且辨识参数下的牵引能耗有一定的降低。

  2024年01期 v.47;No.250 14-19页 [查看摘要][在线阅读][下载 1710K]
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• 大容量气态储氢技术在轨道交通车辆中的适用性研究

  郭唱;江大发;付鹏;唐艳丽;黄海;张宏应;吕佳林;

  针对氢能源轨道交通车辆续航里程的提升需求，文章对大容量气态储氢技术在轨道交通车辆中的适用性进行了研究。基于储氢罐布置的边界条件，构建氢燃料轨道交通车辆储氢罐、储氢模组、储氢系统的计算模型；基于国内外现有的氢燃料轨道交通车辆储氢装置布置方案，分析了大容量气态储氢装置在不同布置方案下的应用可行性；以某氢燃料调车机车为例，通过对比大容量气态储氢技术与常规储氢技术，分析了大容量气态储氢技术的应用有效性。结果表明，大容量气态储氢技术可以实现储氢空间利用率和储氢密度的大幅提升，具有应用可行性和应用有效性。

  2024年01期 v.47;No.250 20-25页 [查看摘要][在线阅读][下载 1380K]
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• 牵引变压器短路稳定性分析

  李晓辉;

  为了分析牵引变压器承受短路时的动稳定和热稳定能力，文章阐述了短路电流、绕组幅向及轴向短路力的推导计算方法，通过解析计算和有限元计算分析了大容量牵引变压器的短路力及安全裕度，并对同一铁芯柱上不同数量牵引绕组短路、绕组轴向安匝平衡状态对短路力的影响进行了分析。结果表明，当同一铁芯柱上仅1个牵引绕组短路时产生的短路力更大，当牵引绕组和高压绕组轴向上安匝分布均匀时，更有利于减小轴向短路力。

  2024年01期 v.47;No.250 26-32页 [查看摘要][在线阅读][下载 1776K]
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• 动车组牵引变压器电磁噪声优化及声音品质分析

  齐彪;周安德;陈三猛;于建顺;柳周;

  针对动车组牵引变压器电磁噪声过大、声音品质差的问题，文章对引起噪声的变流器四象限整流器电流谐波进行了系统地理论分析，得出电流谐波大小的影响因素。通过试验验证各个影响因子对电流谐波的优化效果和降噪效果，分析变压器电磁噪声的声音品质，识别出声音品质差的频段。

  2024年01期 v.47;No.250 33-37+49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2034K]
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• 基于超级电容储能的电动牵车机电传动系统设计

  王晓鹏;杨天奇;刘博逊;曲先超;

  针对目前内燃机车和“铁牛+绞车”系统在铁路站场进行牵引作业时存在的问题，文章介绍了基于超级电容储能的电动牵车机，概述了其技术创新点，并从牵引及能耗计算、系统构成、主要控制功能等方面阐述了电传动系统的设计。该电传动系统具有低速控制精度高、智能化等特点，满足设计运用要求，符合智能绿色发展方向。

  2024年01期 v.47;No.250 38-42+79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1735K]
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• 基于FDS的锂离子电池柜火灾数值模拟

  丁智伟;许良中;黄子候;黄梦海;

  当前关于锂离子电池热失控及燃烧行为的研究成果多集中于小容量的圆柱形锂离子电池，较少关注于轨道车辆或是电动汽车使用的大容量锂离子电池或电池柜。文章利用火灾动力学模拟（FDS）软件对轨道车辆使用的某型磷酸铁锂电池柜进行火灾仿真，探究电池柜内单电芯热失控燃烧后的火灾发展情况，验证电池柜内无源感温传感器及有源感温、感烟复合传感器的有效性。仿真结果表明：电池柜无源感温传感器的设计位置合理，传感器符合设计标准；有源感温、感烟复合传感器中的感烟传感器报警时间较晚，应适当降低其CO报警质量浓度值。

  2024年01期 v.47;No.250 43-49页 [查看摘要][在线阅读][下载 2543K]
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• 悬挂式PRT车辆半主动控制策略研究

  皮阳;胡恩涛;

  针对悬挂式个人快速运输（PRT）车辆在曲线运行过程中横向稳定性差的问题，文章提出了一种基于磁流变阻尼器（MRD）和模糊比例积分微分（PID）控制的半主动悬挂系统方案。通过MRD力学特性试验、MRD正向和逆向模型的建立、模糊PID控制器的建立，采用UM软件与MATLAB/Simulink联合仿真的方法，对采用被动悬挂系统和半主动悬挂系统的悬挂式PRT车辆的横向、垂向加速度进行对比分析。结果表明，相较于采用被动悬挂系统悬挂式PRT车辆，采用半主动悬挂系统的悬挂式PRT车辆在运行过程中的横向加速度峰值由0.2676降到0.2309，降低了13.71%，垂向加速度峰值由0.1291降到0.1074，降低了16.81%，即基于MRD和模糊PID控制的悬挂式PRT车辆半主动控制策略是可行的。

  2024年01期 v.47;No.250 50-56页 [查看摘要][在线阅读][下载 2803K]
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• 基于FKM标准的转向架构架疲劳强度评估

  唐毓晗;王悦东;董祺;刘嘉禹;温珈毅;

  随着车辆速度的提升及振动程度的加剧，转向架焊接部位极易发生疲劳破坏，因此选用较为科学的疲劳评估标准非常重要。文章以某高速动车组拖车转向架构架为例，综合UIC 515-4和EN 13749标准要求进行超常载荷和模拟运营载荷等工况分析，依据分析结果选取疲劳评估点，并分别应用FKM标准和修正的Goodman-Smith曲线进行疲劳强度评估和对比分析。结果表明：FKM标准可应用于轨道车辆各结构的疲劳强度评估，且评估过程更为科学合理，评估结果更为保守可靠。

  2024年01期 v.47;No.250 57-61+65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1464K]
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• 某型电力机车钢制总风缸设计与仿真计算

  李锦辉;徐江平;

  某型电力机车钢制总风缸的设计标准已更新，因此有必要根据新的标准要求对其进行重新设计和校核。文章根据TB/T 304—2018和GB/T 150—2011对总风缸进行了设计计算，详细阐述了总风缸设计参数的选取和计算过程，并对风缸进行随机振动有限元仿真分析，结果显示该设计方案符合设计和标准要求。

  2024年01期 v.47;No.250 62-65页 [查看摘要][在线阅读][下载 1199K]
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• 基于陶瓷绝缘导热结构的高压充电机模块设计

  薛浩飞;徐先伟;王旭阳;张笑慰;

  为了让电压等级较低的IGBT能够应用于耐压要求较高的充电机系统，需要从结构方面进行特殊设计，文章介绍了一款针对此设计的基于陶瓷绝缘导热结构的高压充电机模块。该绝缘导热结构在IGBT和散热器之间设置了陶瓷片，并在散热器表面的IGBT固定部位设计了受力可靠、绝缘性能良好的金属嵌件，使得IGBT对地绝缘耐压得到加强。通过对充电机模块的热仿真，以及金属嵌件结构的力学性能试验、IGBT绝缘耐压试验、模块温升试验和冲击振动试验等，证实了该充电机模块散热性能优异、绝缘性能良好，且结构安全可靠。

  2024年01期 v.47;No.250 66-70页 [查看摘要][在线阅读][下载 2230K]
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• 可拆卸式全金属司机室结构研究

  张兴;孙亚洲;闵阳春;

  可拆卸式全金属司机室结构分为活动部分和固定部分，可解决司机室内大设备的吊装问题，缩短各设备的同步装配时间，方便运用维护。文章重点分析了可拆卸式全金属司机室的结构和连接方式，并进行了强度仿真计算。计算结果表明：该可拆卸式司机室钢结构的分块设计完全满足整车结构强度和刚度要求。

  2024年01期 v.47;No.250 71-75页 [查看摘要][在线阅读][下载 2411K]
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• 承载大质量振动设备的车体有限元模态及谐响应分析

  黎宏飞;童小山;曾燕军;何永强;

  车体承载的大质量振动设备对车体结构具有较大影响，因此需要进行重点考虑。文章以某双源机车为例，对设计承载大质量振动设备的车体结构进行了有限元模态及谐响应分析，得到了车体结构振动模态及载荷激励下不同部位在各个方向上的频率响应曲线，结果显示车体结构能有效避免与大质量振动设备产生共振。

  2024年01期 v.47;No.250 76-79页 [查看摘要][在线阅读][下载 1822K]
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• HX_D1型机车车钩结构优化及强度非线性仿真分析

  何永强;刘宏也;童小山;杨相健;

  为准确分析HX_D1型机车用100型车钩结构优化后在不同载荷下的应变状态，文章介绍了钩缓系统的优化方案，并建立了100型车钩钩体、钩舌的有限元计算模型。将材料的非线性简化为材料的双线性，并采用接触单元的方式进行有限元计算，得出车钩钩体在不同载荷下的应变状态。计算结果显示，优化后的钩体应力应变值均有所下降，说明优化方案是可行性的。

  2024年01期 v.47;No.250 80-84页 [查看摘要][在线阅读][下载 2068K]
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• 基于有限元法的主断路器断口缺陷分析

  林平;杨燕花;冯叶;

  为减小产品尺寸，机车车辆主断路器断口间常采用灌封硅凝胶来改善绝缘性能。当灌封胶与灭弧室外壳及外支撑绝缘子间的粘接出现问题时，两个复合界面上将出现缺陷，形成由空气填充的气隙缝。文章针对该现象，预估气隙缝位置及大小并建立仿真模型，计算峰值为138 kV的标准操作过电压（250/2500μs）下该模型电场强度的数值大小和电场分布，着重分析了气隙缝周围的电场畸变。仿真结果表明：灭弧室瓷壳表面较外支撑绝缘子内表面气隙缝的电场强度大，畸变更严重。

  2024年01期 v.47;No.250 85-87页 [查看摘要][在线阅读][下载 1243K]
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质量改进

• 铝合金底架端部地板组装预置反变形工艺分析

  田玉吉;

  针对铝合金底架端部区域焊接变形问题，文章分析了底架的结构组成，通过理论建模计算和试验验证并行的方法确定了预置反变形作用力的位置及大小，并对端部地板组焊工艺进行了优化。工艺优化后，枕梁端部区域的预置反变形作用力满足屈服强度要求，焊后地板平面度达到工艺预期效果，产品质量稳定。

  2024年01期 v.47;No.250 88-91页 [查看摘要][在线阅读][下载 1729K]
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• 动车组车顶电缆终端弹性连接方案研究

  李善飞;鲁海洋;李文彪;白璐;

  目前主流的动车组车顶受电弓电缆终端均采用刚性连接方案，振动加速度大，易造成内部结构损伤。针对该问题，文章提出在动车组车顶电缆终端采用弹性连接的优化方案，并设计了3种不同结构方案的9种典型弹性减振结构。通过振动传递试验对比可知，弹性连接能明显改善电缆终端的振动特性，且刚度越小，电缆终端的振动特性越好。

  2024年01期 v.47;No.250 92-95页 [查看摘要][在线阅读][下载 1743K]
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检测试验

• 基于EN 15595标准的防滑系统极低黏着试验研究

  吴朝东;王晓勇;阳靖;黎丹;

  针对TSI认证对于轨道车辆防滑系统的要求，文章阐述了EN 15595标准对防滑系统极低黏着试验工况的技术要求、试验程序和试验方法，根据标准要求开展了车辆防滑系统极低黏着试验和仿真试验，对试验数据和防滑系统功能进行理论分析，并基于试验和仿真分析结果提出防滑系统试验相关建议。

  2024年01期 v.47;No.250 96-101+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 2494K]
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• 铝型材薄板搅拌摩擦焊焊缝相控阵超声波检测研究

  肖湖;高晓聂;彭元吉;

  为研究相控阵超声波检测技术对铝型材薄板搅拌摩擦焊焊缝内部质量的检测能力，制作了一定数量的人工缺陷（未焊透及隧道孔）工作试件，采用相控阵超声波检测技术对焊缝接头进行内部探伤，获得了大量探伤图谱。文章结合相控阵超声波检测结果及工作试件的断面宏观金相图进行对比分析，结果显示：相控阵超声波检测技术能够有效地检出搅拌摩擦焊未焊透及隧道孔缺陷，可实现对搅拌摩擦焊缝内部质量的全面把控。

  2024年01期 v.47;No.250 102-105+119页 [查看摘要][在线阅读][下载 1669K]
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创新发展

• 高端装备产业生态建设与治理——以轨道交通装备产业为例

  韩剑龙;刘荣耀;方建科;

  轨道交通装备产业作为高端装备制造业中服务民生与实体经济的重要行业之一，应注重产业生态要素发掘与营造，形成协调上中下游各类企业与相关方的治理框架。通过文献回顾，文章归纳高端装备制造产业具备行业特点、数字智能化、核心技术掌控、带动产业链协同四大特征；以产业生态理论为基础，指出产业链主要企业、政府与财政因素、链条结构因素等构成了制造业生态构架；基于轨道交通装备产业生态对象与相互关系，搭建了以领导企业，各平台企业、配套企业及科研院所等组成的生态治理模型，并为营造产业生态提出建议与启示。

  2024年01期 v.47;No.250 106-110页 [查看摘要][在线阅读][下载 1202K]
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技术研讨

• 机车高压电缆柔性终端故障分析及建议

  汪发现;王蕾;

  针对机车高压电缆柔性终端的击穿故障，文章以某机车高压电缆C总成的故障为例，分析电缆结构，从故障件与非故障件的电气性能和非电气性能试验情况、柔性终端内部现状等方面进行对比分析，通过X射线检测验证了电缆柔性终端存在气隙点的可能性，并提出了应对建议。

  2024年01期 v.47;No.250 111-114+134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1228K]
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• 广州地铁列车冬季工况空调控制逻辑优化

  林东阳;彭有根;郑玄;李跃中;李行;肖云华;臧建彬;杨汗平;

  针对广州地铁列车冬季工况空调系统的制冷需求，文章提出了一种基于乘客热舒适性的地铁列车空调系统控制逻辑优化方法，并通过列车正线测试对新风温度、车厢内温度和相对湿度等数据进行对比分析，最后对优化效果进行评价。

  2024年01期 v.47;No.250 115-119页 [查看摘要][在线阅读][下载 2570K]
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运用维保

• 基于RCM的上海地铁车辆检修规程优化研究

  宗志祥;

  基于上海地铁既有检修规程的局限性，文章提出了将以可靠性为中心的维修（RCM）应用于检修规程优化的方法。以上海地铁13号线13A01和13A02两种车型的一系垂向减振器为例，按照确定重要功能部件、故障模式与影响分析、数据处理与分析、逻辑决断分析、确定适当的维修建议等流程进行RCM分析；基于RCM分析结果，并通过对比既有检修规程，提出了优化后的一系垂向减振器检修规程。研究结果表明：13A01和13A02两种车型的一系垂向减振器故障分布特性与运行里程相关，且维修策略均为计划修复，计划修复周期分别为2年和6年；优化后的检修规程更具科学性，能够有效避免过度修和欠修问题。

  2024年01期 v.47;No.250 120-126页 [查看摘要][在线阅读][下载 1712K]
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• 时速160 km鼓形动力集中动车组网络系统故障排查法

  史志强;

  为了快速准确地排查时速160 km鼓形动力集中动车组网络系统故障，文章分析了该动车组网络系统构成、信息传递路径及关键设备功能及运维注意事项，并结合动车组运维实际经验，提出了网络系统故障排查法及典型故障处理实例。应用该故障排查法较大程度提升了网络系统故障处理的效率及准确率。

  2024年01期 v.47;No.250 127-130页 [查看摘要][在线阅读][下载 1216K]
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• HX_D2型机车制动系统指令转换器故障原因分析及改进

  李占刚;朱毅;

  针对HX_D2型机车制动系统指令转换器通信故障，文章阐述了指令转换器的工作原理，并结合几例典型故障剖析了故障产生的原因，针对性地提出了一系列优化改进方案。经静态装车测试和动态上线运行测试，改进方案可有效解决指令转换器通信故障。

  2024年01期 v.47;No.250 131-134页 [查看摘要][在线阅读][下载 1100K]
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