高速动车组整备及载人状态车体模态分析

高速动车组整备及载人状态车体模态分析

孟永兴,侯建英,惠美玲,郝振杰

中车唐山机车车辆有限公司   河北省唐山市   063035

摘要：首先,将乘客简化为多体积块弹簧阻尼模型和单体积块模型,并使用Hypermesh软件建立高速车辆人体状态的有限元模型。然后,将已建立的有限元模型导入ABAQUS软件,并计算完全无人值守状态、传输状态(多块弹簧阻尼模型)和传输状态(单块模型)的振动模式。本文主要分析高速动车组整备及载人状态车体模态。

关键词：车体；载人；模态；人体模型

引言

近年来，我国高速铁路的运行速度和运行时间不断提高，问题日益严重，不仅降低了列车的使用寿命，而且还会影响乘客的舒适性，并可能威胁到乘客的人身安全，是整个列车中最复杂、最重要的结构之一，承受着列车的全静态负荷和运行动态负荷。车辆的模态结构对动态性能和行驶舒适性有很大影响车辆的模态频率是最重要的动态参数，而模态分析是获得动态参数的最常用方法。

1、动力集中动车组运用检修模式分析

1.2检修模式分析

按照国家铁路集团的有关规定,为了提高摩托车的使用维护效率,作为公交车的重要替代品,日常使用的中央摩托车应尽量减少挂钩和解码工作,摩托车应使用整套设备,即在整个宾馆完成使用维护、D1维修和D2维修,使用相关设备设施应充分利用现有设备,以减少改造项目,减少投资;D3维修和上述中央车辆维修在解码后返回飞机部分,车辆部分或主机械厂。

1.2关键设备设施配置

根据机动车辆集中化的要求,机动车辆集中到仓库、行走、设备维护时必须电气化,并且应与设备棚(库)或少量户外准备线路的建设兼容,设备线的长度应满足2个短组或1个长排的设备要求。设备线应设置接触网段绝缘体、隔离开关和接地单元,配置铁路桥梁、沟槽、作业平台和安全链监控系统等设备设施。为了满足集中式机动车辆的临时维修作业,新建或改装的设备应设置非失效车轮维修库,配备非失效车轮机、车顶操作平台和安全牵引系统、起重设备等,库线的长度应不能满足集中式机动车轮和临时维修的需要。此外,根据需要,提供集中式车辆的设施应配备自动洗衣机(或手动清洗线),并配备设备设施,如水,除尘和抽水车辆。购物路线应配备试管,带有车轮对步诊断和电弧检测等试验设备。

2、整备作业安全防护系统结构设计

根据动车组的工作流程，只有当接线柱连接到接触网络时，工作人员才能请求进入车间，以确定接线柱是否正确连接，防止事故并识别员工，以防止可能导致未经授权进入车间的事故，准备工作人员身份识别和访问控制解决方案的基本要求是设计一个访问和访问系统， 使用集成的STM32芯片作为控制器，并将指纹识别模块、RFID和红外照片模块作为双指纹识别和RFID工作区入口检测设备，以便识别工作人员，已通过RFID和红外照片统计模块完成了对人员撤离安全系统的检查。 它可以实时显示信息并将其发送到监控系统，还允许管理员添加或删除安全系统管理权限，从而提供了一个无反馈的“Ground Bar”连接状态的现场解决方案，通过LabVIEW IMAQVison的视觉控件，可以收集附着到要素的图像、灰度、过滤、评级等。 为了在元素正确连接时获得Ground Bar元素的连接状态，当元素由于诸如挂起或挂起、系统接口哭泣、LED指示灯关闭和图像存储等原因而被错误连接时，系统界面会显示微笑和LED，以便管理人员可以看到错误的原因，主计算机调用串行模块来获取输入和输出信息，并将元素连接信息发送到输入和输出安全系统。

3、整备载人状态

两种装备齐全的车辆的模态频率都低于无人驾驶状态。使用单个实体块模型对人体模型进行建模时，四个典型的车辆模态频率显着低于无人驾驶状态，特别是当使用多实体模型(弹簧-阻尼器)简化人体建模时，四个典型的车辆模态频率显着低于未命名状态，最重要的垂直频率仅降低0.15hz。单色模型与将人体模型直接附着到车身地板(其刚度不变)时相同，但由于乘客被认为是多实体模型(弹簧阻尼、弹簧和机体之间的阻尼以及人体模型之间的阻尼)会大大增加振动能量，因此车辆的固有频率高于单实体块模型，从而简化了乘客对多实体块的旅行-弹簧建模方法-阻尼更接近于人体模型的现实，从而有助于深入分析乘客对车辆振动模式的影响。

4、动车组防冰、除冰技术研究

由于在高速运行时,底盘和车身接头很容易被冰雪覆盖,影响了传动装置的安全运行和维护。这个问题也关系到国外铁路运输业,从国外经营的实践中,采取了线路除雪、储存准备除冰、车辆结构优化、在线除冰等诸多措施,还采取了一些除冰除冰的方法,包括酒精防冰、热蒸汽除冰、热水除冰、热风除冰、热水和热风除冰等,并配备了相应的设备,以消除和减缓冰雪对铁路运输的影响。针对总公司提出的“冬夏形象”、无速度、无退火、融雪除冰1h等目标,为解决冰雪存储问题,道路局组织了一批科研院所、专业企业、汽车厂、设计院组建技术团队,通过对冰雪存储规律特征的不断探索和总结,开展了相应的冰雪除冰技术研究。它采用了多种技术手段,如防冰涂层、防冰翻斗、红外辐射除冰、热空气除冰、热水除冰、管道防护等,经过两次冬季试验验证效果明显,低压水自动除冰、在线防冰涂层结合中国车辆组大密度行驶的特点,采用防冰涂料,车辆组前防冰涂层和低压水温自动除冰三种技术相结合,是可行的和有效的。

防冰涂层技术,通过在车辆方向盘表面喷涂防冰涂层,达到减少积雪的效果。实验室测试结果表明,在相同的外温为-7°C的低冷弹性涂层喷涂后,涂层材料的表面比没有涂层材料的表面熔融的雪、雪和冰要少。在-25°C的相同温度测试容器中,冰冻后,用涂层材料去除冰表面比没有涂层材料的表面更容易。在方向盘表面涂上冰层,当积雪量和范围适中时,减少了喷射部位的冰雪覆盖,以后很容易去除冰块,达到防冰雪的效果。

在线冰技术,在传动组运行线路之前,将在线冰防冰喷射设备配置在机芯段的进出口线的颈部,以减慢冰机在运行过程中的速度,减少该段撤回后进行除冰工作的难度。快速自动除铁技术,通过在轨道两侧和沟槽中设置喷雾器,采用低压水喷射法,在整个滑冰和雪地车轮上实现1h内快速除铁,提高了工作效率50%以上,大大降低了工人数量和劳动强度。

结束语

综上所述，在车辆维修过程中有效管理备件对于提高维修保养效率至关重要，在总结和分析过去的机动设备维修经验时，可以确定备件消耗公式和具体影响因素，从而有效地控制备件的优化，从而提高备件的科学合理管理水平，对降低机动设备的库存管理成本产生积极影响。

参考文献：

［1］田军．武广客运专线广州动车基地总平面布置研究［J］．铁道标准设计，2010(12):126－129．

［2］候小祥．西安动车检修段检修厂房组合工艺方案设计研究［J］．铁道标准设计，2015(2):134－147．

［3］王云峰．CＲH380A型动车组转向架三级检修流程及工艺分析［J］．工程技术与应用，2016(6):66．

［4］张笑天．动车组高级修智能化信息管理系统研究［J］．铁道车辆，2020(11):37－39．

［5］艾厚溥，钱小磊，李昊．动车组高级修生产规模与需求适应性评价研究［J］．铁道机车车辆，2021(10):102－106．