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轨道车辆端部及连接结构动态参数测试关键技术开发

完成单位:中车长春轨道客车股份有限公司

登记编号:ZSXC-05-J-1-147      登记年份:2022      登记日期:2022-06-27

项目概况
车辆端部车钩、贯通道、风挡、缓冲器等关键零部件随着车辆运行而变化的参数变量影响着车辆运行安全和行驶品质,因此设计合理的车辆端部连接结构参数尤为关键,为车辆后续安全运行提供重要保障。为了适应我国轨道交通行业迅猛发展的要求,开展车辆端部及连接机构系统的理论研究、试验方法探讨、试验系统设计、测试方法研究、试验测试和结果分析,实现车辆通过“圆曲线”、“直线-曲线”、“S曲线”等不同曲线半径,再现车辆端部连接结构总成的姿态,开展其性能参数测试技术研究及运动相干性研究。为不同车体规格、不同曲线半径、不同连接形式等车辆端部连接结构参数确定优化提供了理论支撑。 轨道车辆端部及连接结构动态参数测试关键技术开发采用双六自由度运动协调14缸运行加载控制技术、轨迹建模分析再现技术、系统运行解算技术、空间位姿反解技术、动静态协调控制技术、多维度传感器融合动静态测控技术等,实现整个系统的搭建和运行,主要技术创新点如下: 1、开发双侧六自由度车辆端部结构试验测试与控制技术 开发双侧六自由度车辆端部结构试验测试平台,复现复杂工况下车辆端部结构动静态状态,可确定合理的车辆端部距离、集成部件位置、线缆长度等参数,实现车辆端部结构的正向设计。 2、开发运动轨迹模型解算再现技术 开发不同曲率半径、不同旋转中心、不同转角及不同频率的加载平台软硬件系统,模拟车辆通过“圆曲线”、“直线-曲线”和“S曲线”等水平曲线时的运行状态,为车辆端部结构仿真优化设计提供技术支持。 3、开发六自由度电液伺服加载控制技术 开发六自由度运动装置电液伺服协调加载控制技术,研究不同曲线条件下轨道车辆端部的静态及动态关系,实现了双六自由度平台任意方向、任意角度空间位姿的伺服高精度控制。 4、开发多维度非接触动静态测试技术和传感器融合技术 开发激光位移、超声波、三维力、角度传感器集成的车辆端部结构多维度动静态测试系统,并研发相应的传感器融合技术,实现位移、角度、力等参数的精确测量。 5、开发柔性端部连接结构 开发位置和尺寸无级可调的车辆端墙及连接部件通用接口,实现高速动车组、城铁车辆、铁路客车的全车型谱车辆连接结构参数测试全覆盖。 自开展轨道车辆端部及连接结构动态参数测试关键技术开发项目研究工作以来,已建立一套包括测试理论、试验装备、试验方法、数据分析和试验规范等内容的完整的研究体系,其中车辆端部及连接结构动态参数测试试验台实现双侧端墙六自由度运动,能够真实的模拟车辆通过曲线的运行状态,该试验台为行业首创、拥有自主知识产权的大型试验设备,对轨道车辆端部关系及性能的研究起到不可替代的作用。为轨道车辆产品系统开发、和设计优化提供有效的技术支撑。 轨道车辆端部及连接结构动态参数测试关键技术开发项目搭建完成后,已独立完成标准动车组、成都地铁9号线、北京地铁6号线、泰国地铁绿线等多个项目车端试验研究工作,提高了轨道车辆端部连接结构动态参数试验水平和技术研发能力,解决了由于理论计算、仿真分析等因素与实际值存在的误差问题,缩短了产品设计的研发周期,为产品正向设计提供技术支持。 轨道车辆端部及连接结构动态参数测试关键技术已具备为各种轨道交通产品试验测试能力,为轨道车辆端部连接结构合理的布置端墙间距、合理的设计结构参数,掌握试验与设计等核心技术提供了强大的保障与技术储备,收到了良好社会效益,应用前景广阔。