冯洋
- 作品数：14 被引量：42H指数：4
- 供职机构：西南交通大学电气工程学院牵引动力国家重点实验室更多>>
- 发文基金：湖南省科技重大专项国家自然科学基金国家重点实验室开放基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程建筑科学自动化与计算机技术更多>>
- 提速情况下磁浮轨道结构振动响应及传递特性研究
- 2023年
- 中低速磁浮交通提速是目前研究趋势,但速度的提升会影响车辆运行稳定性。为探究提速后轨道的动力响应及其适应性,通过建立中低速磁浮车-轨-桥耦合动力学模型,对更高速度下轨道的振动响应进行仿真分析,并以长沙磁浮快线为对象,测试100~140 km/h速度区间内轨道的振动加速度及振动位移。研究结果表明:轨道各结构的振动响应存在差别,沿着F轨-轨枕-轨道梁逐渐减弱,车辆对轨道的垂向冲击大多被F轨的振动及弹性变形吸收,而横向冲击则更多地传递至下方的轨枕和轨道梁;随着车辆运行速度的提高,轨道的振动加速度响应逐渐加剧,轨道梁横向振动加速度较之垂向振动加速度增加更为明显,而轨道的振动位移响应则基本未表现出与速度的相关性;当车辆的运行速度提升至140 km/h后,轨道梁的垂、横向最大振动加速度分别为2.37 m/s^(2)和0.96 m/s^(2),速度提升至160 km/h时,轨道梁的垂向最大振动位移为3.55 mm,F轨内外磁极面最大高度差为0.44 mm,均在规定的限值范围内,轨道的振动响应满足要求。
- 蔡文锋张威风冯洋胡帛茹
- 关键词：中低速磁浮适应性动力响应
- 两种中低速磁浮车辆动力学性能仿真对比分析
- 2023年
- 针对采用空簧端置式悬浮架的传统中低速磁浮车辆和采用空簧中置式悬浮架的新型中低速磁浮车辆,建立考虑主动悬浮控制的车辆动力学模型,仿真分析两种磁浮车辆直线运行和平面曲线通过时的动力学响应。结果表明,新型磁浮车辆直线运行的动力学性能优于传统磁浮车辆,在时速160 km以内新型磁浮车辆的运行平稳性均为优秀;速度大于120 km/h以后,传统磁浮车辆直线运行的动力学性能明显恶化,横向平稳性达不到优秀级。通过半径300 m及以上平面曲线时,两种磁浮车辆的动力学响应差别不大;在半径50m无超高平面曲线上,传统磁浮车辆发生了磁轨横向机械碰撞,而新型磁浮车辆可无接触通过;在半径100 m有超高平面曲线上,新型磁浮车辆的动力学性能劣于传统磁浮车辆,主要表现为缓和曲线段悬浮间隙波动和电磁铁横移量更大,磁轨间发生横向碰撞的风险较大。
- 胡帛茹赵春发蔡文锋龚俊虎冯洋
- 关键词：磁浮车辆悬浮架反馈控制多体动力学运行平稳性
- 高速磁浮车辆通过平面曲线时悬浮架和电磁铁的弹性变形分析
- 2022年
- 为掌握高速磁浮车辆悬浮电磁铁和悬浮架的弹性变形特性,建立考虑悬浮电磁铁和悬浮架柔性的高速磁浮车辆刚柔耦合动力学模型,仿真分析了5种悬浮电磁铁抗弯刚度和3种平面曲线(曲线半径分别为650 m,1 000 m,4 000 m)条件下悬浮电磁铁和悬浮架的弹性变形。结果表明,悬浮电磁铁在半径1 000m曲线上变形最大,当其抗弯刚度由现有设计值减小50%后,一位悬浮电磁铁的动态整体变形幅值由0.49mm增大到0.82 mm,该值相对于10 mm的额定悬浮间隙而言较大,二位悬浮电磁铁的动态整体变形幅值由0.11 mm增至0.23 mm;增大悬浮电磁铁的抗弯刚度,其动态变形近似线性减小;在缓和曲线上悬浮架跟随轨道扭转而扭转,在缓和曲线中点处扭转角最大,头车一位悬浮架的扭转角总是小于二位悬浮架。整体而言,悬浮电磁铁的抗弯刚度对悬浮架扭转变形影响较小,对一位悬浮架托臂的弹性变形有一定影响,而对二位悬浮架托臂影响甚小。
- 和风冯洋佟来生舒瑶赵春发
- 关键词：磁浮列车悬浮架电磁铁仿真
- 重复列车荷载作用下铁路道砟累积变形行为的离散元分析
- 通过三维激光扫描获取道砟样本的真实几何形态,构建了道砟的不规则簇颗粒模型。在此基础上,建立了铁路有砟道床三维离散元模型。开展高速铁路有砟轨道室内实尺模型试验,初步验证了有砟道床离散元模型的合理性和模拟结果的可靠性。选取我...
- 张徐赵春发翟婉明冯洋
- 小半径竖曲线上磁浮车辆空气弹簧动态响应分析被引量：2
- 2020年
- 以某高速常导磁浮车辆新型悬浮架为研究对象。建立了包括非线性空气弹簧模型和主动电磁悬浮控制的磁浮车辆动力学模型,模拟计算了车辆低速通过小半径凸竖曲线时的动力学响应,并与采用空气弹簧线性等效模型的计算结果进行了对比。结果表明,基于空气弹簧等效模型和非线性模型得到的车体和电磁铁动态响应差别不大,但空气弹簧等效模型的伸缩量计算值显著小于非线性空气弹簧模型;磁浮车辆单侧8个空气弹簧的垂向伸缩变形、橡胶气囊内压变化和垂向力变化规律符合线性关系,基于空气弹簧非线性模型的仿真结果为高速磁浮车辆二系悬挂系统设计提供了依据。
- 罗英昆赵春发梁鑫冯洋
- 关键词：磁浮车辆
- 桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺分析被引量：2
- 2021年
- 为了揭示桥梁竖向变形引起的中低速磁浮轨道不平顺问题,建立4跨磁浮轨道-桥梁结构有限元模型,计算分析单墩沉降、梁体竖向转角和梁体竖向错台引起的中低速磁浮轨道F轨竖向变形。结果表明,当单墩沉降量达到15 mm时,F轨轨面10 m弦矢高为2.95 mm,接近其容许限值3 mm,说明现有规范规定的相邻墩台沉降差限值5 mm过于严格;当梁体竖向转角为0.2‰rad时,转角附近F轨轨面高低差达到5.3 mm,建议梁体竖向转角控制在0.1‰rad以下;当梁体竖向错台为3 mm时,F轨轨面高低差达到3.32 mm,建议梁体竖向错台控制在2 mm以下。
- 李伟强冯洋赵春发
- 关键词：磁浮交通桥梁不平顺
- 内轴颈高铁车轴结构设计与强度分析方法被引量：2
- 2021年
- 针对高速列车的轻量化设计需求,分析了内轴颈高铁车轴独特的内支承结构与承载特点,建立了内轴颈高铁车轴受力状态和结构强度理论分析模型,提出了内轴颈高铁车轴设计极限载荷和疲劳强度的解析计算方法;在此基础上,制定了基于理论分析、有限元方法和车辆系统动力学的内轴颈高铁车轴结构设计方法,并以17 t轴重的内轴颈高铁车轴为例开展了应用研究;基于内轴颈高铁车轴受力状态的理论分析结果,确定了车轴的临界安全截面和详细尺寸方案;建立了内轴颈高铁车轴的有限元模型,评估并校核了车轴的疲劳强度;建立了轴箱内置式高速动车的刚-柔耦合系统动力学仿真分析模型,验证了车辆的动力学性能和车轴的动荷载。分析结果表明:17 t轴重的新型内轴颈高铁车轴的质量为273.6 kg,比同轴重传统外轴颈高铁车轴的质量低约30%;内轴颈高铁车轴各截面疲劳强度的安全系数均大于1.66,临界安全截面转移至轴颈与轮座之间的卸荷槽及轴颈与轴身之间的过渡圆弧区域;采用内轴颈车轴的高速动车能够以350 km·h^(-1)的速度稳定通过半径为5.5 km的曲线线路,主要动力学性能指标优良;在选定曲线通过工况下车轴所承受的动载荷均能被设计极限载荷包络,据此开展的车轴结构设计和强度分析是稳健的。可见,内轴颈高铁车轴在实现高速列车轻量化设计方面有显著的技术优势,且高速适应性较好,在高速列车领域的发展和应用潜力巨大。
- 郭峰吴圣川冯洋刘建新梁树林尹振坤
- 关键词：车辆工程高速列车车辆动力学轻量化设计
- 磁浮交通系统动力学分布式协同仿真接口的设计与实现被引量：5
- 2019年
- 针对磁浮列车与桥梁及外部空气流场动力相互作用的数值仿真分析,首先采用多体动力学SIMPACK、有限元分析ANSYS、流体动力学CFD/FLUENT等大型通用仿真软件,建立流固耦合、机电耦合、结构刚弹性耦合的高速磁浮列车耦合大系统动力学模型,然后使用分布式耦合仿真平台进行联合仿真,实现高速磁浮列车的数值仿真和参数优化分析。对于SIMAPCK与分布式耦合仿真平台数据交互的问题,提出了借助Matlab/SIMULINK等工具开发出SIMPACK与耦合式分布式平台的接口。仿真算例表明,开发的接口模块实现了不同数值分析模型之间实时数据的可靠交互,分布式协同仿真计算结果准确可信。
- 李倩黄海于冯洋赵春发韩兆令
- 关键词：通信协议耦合动力学磁浮列车
- 中低速磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动仿真分析被引量：13
- 2019年
- 以长沙中低速磁浮列车和25 m跨径简支梁为对象,建立包含完整悬浮控制系统和细致轨道结构的磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动模型,编制数值仿真程序,计算车辆以80 km/h速度通过不平顺线路时车轨桥耦合动力学响应,利用已有文献测试结果初步验证仿真模型。结果表明,车体的垂向振动很小,悬浮间隙波动量不超过0. 6 mm,最大动态悬浮力占额定悬浮力的24%,中低速磁浮车辆运行平稳,电磁铁动荷载系数低。桥梁跨中垂向挠度为2. 66 mm,小于磁浮简支梁挠跨比设计限值;跨中轨缝处F轨最大垂向位移为3. 04 mm,其中包含轨排自身弹性变形产生的0. 4 mm垂向位移,约占F轨总位移的13%。梁端和跨中处伸缩接头很好地限制F轨端部变形,但F轨端部垂向加速度幅值超过2g,约为中部的4倍,这对F轨伸缩缝连接副提出较高要求。
- 任晓博赵春发冯洋张宇生
- 关键词：磁浮列车简支梁
- 高速磁浮列车动力学性能参数多目标优化方法研究
- 2022年
- 为提升高速磁浮列车动力学性能,提出一套高效的多目标优化设计方法,对磁浮列车悬挂参数、系统控制参数和轨道梁参数进行多目标优化设计。为保证仿真模型有效逼近高速磁浮列车实际运行状况以获得准确的输出响应,构建出磁浮系统分布式协同仿真模型,实现磁浮列车动力学模型、轨道梁有限元模型及控制系统的实时耦合,并选取5个关键设计参数作为优化设计变量;采用最优拉丁超立方试验设计方法均匀抽取20组样本,基于分布式协同仿真模型获得各样本点对应的7项动力学性能值;针对20组小样本、5输入7输出的高非线性问题,分析不同代理模型预测精度,建立优化设计变量和性能指标之间的代理模型;采用NSGA-Ⅱ(非支配排序遗传算法-Ⅱ)优化算法对设计变量进行多目标优化。计算表明7项性能指标经优化后均得到显著提升。
- 安东邹益胜赵春发梁红琴冯洋刘奇锋
- 关键词：磁浮列车代理模型多目标优化
