张敏
- 作品数：13 被引量：81H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：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电子电信更多>>
- 双悬浮架磁浮列车二系悬挂参数优化研究被引量：3
- 2022年
- 空气弹簧作为车辆二系悬挂的关键部件,其性能直接影响车辆的舒适度和安全性。采用一种双悬浮架模块配合悬挂中置的轻型旅游磁浮列车为研究对象,通过建立其动力学模型,对比在不同水平刚度和垂向刚度工况下的动力学性能,根据车辆的舒适度、安全性及结构要求分析空气弹簧水平刚度和垂向刚度的最优范围,并分析不同车体质心高度对空气弹簧刚度选取的影响。结果表明,随着车体质心高度的增大,所需的空气弹簧水平刚度相应增大,对垂向刚度的选取则无明显影响。
- 许艺兰马卫华张硕张敏罗世辉
- 关键词：磁浮列车车辆动力学轨道不平顺
- 基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺研究被引量：1
- 2023年
- 中低速磁浮常用10 m弦测值作为评价轨道几何不平顺的标准,但弦测法的幅频特性存在畸变,这种畸变现象在短波范围内更加严重,导致10 m弦测值会丢失很多短波信号,因此,10 m弦测值通常不能作为实际轨道不平顺应用于工程实践中。针对此问题,采用数值模拟方法对中点弦测法进行模拟,通过对比弦测值时频域的误差,验证“以小推大”算法的准确性,同时建立两种“以小推大”的逆推算法,以得到小弦长的弦测值,扩大弦测值对短波不平顺的有效检测范围,并采用“逆滤波”法对弦测值进行轨道不平顺的反演。研究结果表明:两种“以小推大”逆推算法都可以很好地推得小弦长的弦测值,并且可推得的最小弦长为2倍步长,因此,为扩大短波的测量范围,应尽量缩小采样步长;模型A由于边界条件的引入,总体误差较模型B稍大,同时会出现一些离群点,功率谱密度会出现阶跃信号,绝对误差在0.025 mm以内;模型B可以达到较高的精度,具有很好的传递特性,绝对误差可以控制在0.0015 mm以内;实测长沙磁浮快线F轨10 m弦测值用两种模型均可以很好地反演0.5~100 m波长范围的轨距不平顺。
- 李梦雪李苗张敏马卫华李铁张文跃罗世辉
- 关键词：中低速磁浮列车轨道不平顺逆滤波数值模拟
- 凸型Halbach阵列在永磁电动悬浮系统中的应用
- 2020年
- 针对传统矩形永磁Halbach阵列应用于电动悬浮系统时存在浮阻比不足的问题,采用一种磁场分布更合理的凸型Halbach阵列对此进行改善。首先对悬浮系统力学特性进行理论解析,分析磁场分布对系统浮阻比的影响;其次比较凸型和矩形2种不同Halbach阵列磁场水平分量和竖直分量分布情况,根据凸型阵列磁场分布特点结合理论分析结果得出其能够优化浮阻比的原因;最后将凸型Halbach阵列应用于电动悬浮系统,并采用仿真计算的方法验证其浮阻比优化效果。结果表明,与传统矩形结构永磁体组成的Halbach阵列相比,凸形结构永磁体可以改善Halbach阵列的磁场,使其分布更加合理,应用于电动悬浮系统时可有效提高系统浮阻比。研究结论可用于永磁电动磁浮列车等系统运行性能的优化,提高永磁电动悬浮技术在轨道交通领域的适用性。
- 张修璐张敏马卫华
- 关键词：磁场分布仿真
- 基于中点弦测法的中低速磁浮轨道不平顺误差研究
- 2023年
- 中低速磁浮轨道10 m弦测值作为评价轨道几何平顺性的标准时,由于弦测值在幅频范围内存在畸变并受基准线选取的影响而产生较大误差。本文推导了弦测法“以小推大”的传递函数,进一步定义了“以小推大”及其逆推算法的误差放大系数;分析了弦长、矩阵维度对误差积累特性的影响,结合传递函数分析不同波长对误差的敏感性差异,并通过数值模拟进行验证。结果表明:“以小推大”算法及其逆推算法在传递函数为0的波长范围内误差积累较严重,轨道不平顺功率谱密度出现阶跃信号;随着矩阵维度的增加,“以小推大”逆推算法的误差快速积累,推得的小弦长越小则误差积累越小。应用“以小推大”算法时应减小大小弦长比值;对于“以小推大”逆推算法,要减小采样步长、可换算最小弦长以及矩阵维度。
- 李梦雪张敏左飞飞马卫华张一敏罗世辉
- 关键词：轨道不平顺弦长
- 中低速磁浮轨道不平顺功率谱研究被引量：1
- 2024年
- 轨道不平顺作为中低速磁浮列车主要的外部激励源,是造成磁浮列车-轨道耦合振动的重要原因。由于弦测值幅频特性存在畸变,通常不能作为实际轨道不平顺应用于工程实践中。基于实测长达4 km的长沙磁浮快线F轨高低和轨向10 m弦测数据,分析实测数据的传递特性,利用“以小推大”逆推算法扩大轨道不平顺波长的有效检测范围,并采用“逆滤波”算法对轨道不平顺进行复原,得到0.5~100 m波长的轨道不平顺。结果表明:实测F轨10 m弦测数据存在畸变,总体趋势与传递函数相符,不能对实际轨道几何状态正确表达;修正后的轨道不平顺功率谱具有很好的平顺性,无明显周期性成分;对轨道不平顺功率谱进行分段拟合,确定中低速磁浮轨道不平顺表达式的各项参数;将拟合的中低速磁浮轨道谱与国内外成熟铁路轨道谱进行对比,高低轨道不平顺与德国高干扰谱较为接近,在1.5~100 m波长范围内,处于德国高干扰谱与德国低干扰谱之间,在0.5~1 m波长范围内,处于美国五级谱与美国六级谱之间;轨向不平顺与高速铁路标准谱较为接近,在波长7~100 m波长范围内,高于高速铁路标准谱,在波长0.5~7 m波长范围内,低于高速铁路标准谱。
- 李梦雪张敏马卫华罗世辉
- 关键词：中低速磁浮列车功率谱密度轨道不平顺
- 线圈串接方式对悬浮控制性能的影响仿真被引量：5
- 2019年
- 中低速磁浮列车每个悬浮模块包含四个电磁铁线圈,一般采用两端线圈串联的方式分别与一个控制器构成悬浮控制回路,称为一、二位连接方式(C12)。为提高磁浮车辆的悬浮性能,改善运行过程中的触轨和悬浮失效等问题,目前大部分研究从优化悬浮控制系统入手。从外部连接出发寻找较优的串接方式,提出一种新型的一、三位连接方式(C13),通过动力学和电磁仿真将两种连接方式进行详细的对比。研究结果表明:在通过相同轨道垂向激励时,一、三位连接方式悬浮架与轨道的最小距离更大,即离轨道更远;用于调整的控制器平均电流更低。所以从安全性和线圈发热考虑,一、三位连接方式优于一、二位。提出一种新型的线圈连接方式,证明了其优越性,可为工程应用提供选择依据。
- 张敏马卫华李铁罗世辉
- 关键词：中低速磁浮电磁铁气隙磁密
- 新型中低速磁浮悬浮架车轨耦合振动响应分析
- 2022年
- 车轨耦合振动是磁浮列车运行中面临的一个重要问题,文章基于一种新型中低速磁浮走行机构,对其车轨耦合振动响应进行分析,判断其结构的合理性。为了分析新型磁浮列车的“车辆-轨道梁”的耦合振动响应,基于Simpack、Simulink和ANSYS等相关软件平台建立了“车辆-控制-轨道梁”耦合动力学模型,对不同速度下的车轨耦合动力学响应进行数值仿真,获得耦合系统的动力学响应特征、速度对耦合系统动力学响应规律的影响,并对响应特征中出现的特殊响应现象进行分析。结果表明,随着速度的提高,轨道梁、悬浮模块和车体的动力学响应越剧烈,当速度在100~120 km/h时,耦合系统出现共振现象,同时存在于横向和垂向2个方向。此外,由于新型悬浮架独特的结构特点,会出现走行机构中部横向动力学响应大于端部的特殊响应情况。
- 左飞飞张敏马卫华罗世辉王爱彬
- 关键词：中低速磁浮轨道梁动力学响应轨道不平顺
- 混合悬浮电磁铁结构优化设计
- 2023年
- 相比其他悬浮模式,混合悬浮具有节能环保、快速高效等优势,是未来悬浮模式发展的重要方向之一。文中提出一种优化的混合悬浮电磁铁结构,利用等效磁路法对电—磁关系进行推导,通过ANSYS仿真分析不同钢板尺寸下的电磁场变化,综合理论和仿真结果,对钢板结构提出改进方案,并通过仿真对结构尺寸进行优化设计;根据某型磁浮列车的悬浮力要求,通过三维仿真对永磁体厚度等参数进行优化设计;最后利用试验台进行悬浮力试验,对比仿真和试验结果。结果表明,改进后的电磁铁能减小漏磁,与传统结构相比悬浮力增大约15%;仿真结果与试验结果接近且根据实例设计的电磁铁能满足各工况悬浮能力的要求。
- 卢相宇马卫华张敏罗世辉曹毅
- 关键词：有限元优化设计悬浮力
- 电机法向力对两种磁浮车辆动力学的影响
- 2023年
- 中低速磁浮列车采用直线感应电机进行牵引,电机在产生牵引力的同时也会产生法向力,电机法向吸力会对悬浮模块产生垂向激扰,增加悬浮系统的负担。本文利用有限元法对比分析不同气隙下电机牵引力、法向力随速度的变化;建立两种中低速磁浮车辆-轨道耦合动力学模型,分析忽略电机法向力及车体和悬浮架分别在1 kN、3 kN、5 kN冲击力下两种磁浮车辆-轨道耦合系统的垂向动力学响应。结果表明:磁浮车辆在运行速度5 km/h时车辆-轨道耦合共振严重;在法向冲击力小于5 kN时,桥梁动力学响应均符合要求,车体平稳性均为优秀,但当法向冲击力越大时,控制电流越大,因此为减轻悬浮系统负担、提高中低速磁浮车辆-轨道耦合系统的动力学性能,电机法向力应尽可能小。
- 李梦雪张敏马卫华罗世辉
- 关键词：中低速磁浮悬浮架车轨耦合
- 中低速磁浮车辆研究综述被引量：66
- 2021年
- 基于电磁悬浮型中低速磁浮列车的工作原理,阐述了中低速磁浮各核心子系统(悬浮导向系统、牵引电机、走行机构、制动系统、轨道-桥梁结构等)的技术特征,综合分析了各子系统存在的技术问题和解决方案;梳理了日本Linimo列车、韩国EcoBee列车、长沙磁浮快线、北京磁浮S1线和西南交通大学自主研发的(悬挂)中置式磁浮列车的发展历程及技术特点,总结了中低速磁浮列车的技术重点和难点。研究结果表明:车-轨耦合振动应综合考虑悬浮控制、车辆结构参数、桥梁结构参数、空气动力效应、直线电机等因素的影响,建立完备的车-轨耦合振动研究模型;悬浮冗余匮乏可综合利用机械冗余和电气冗余的技术特点,对中低速磁浮的冗余设计方案进行改进;磁浮靴轨受流应与地铁靴轨受流区分,充分考虑磁浮列车的耦合作用特性,探索无缝供电轨技术在中低速磁浮中的工程实用性;悬浮控制由于控制器主频较低,程序运行周期过长,应提高控制算法和悬浮系统故障诊断技术的精确性和稳定性;车辆轻量化设计应在保证结构强度的基础上,综合考虑车体、走行机构等多因素的结构特点,以提高中低速磁浮列车运载能力;应综合不同磁浮线路要求,建立统一的线路标准,提高中低速磁浮工程化应用能力。
- 马卫华罗世辉张敏盛卓航
- 关键词：车辆工程中低速磁浮
