虹桥枢纽磁浮—地铁—站屋耦合振动研究策略
磁悬浮系统车轨耦合振动研究

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第2卷 第9 3 期
文章编号 :0 6— 3 8 2 0 )9—0 5 0 10 94 (0 6 0 26— 3
计
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机
仿
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26 月 0 年9 0
磁 悬 浮 系统 车 轨耦 合 振 动研 究
刘恒坤 , 常文森, 施晓红
( 国防科技大学磁悬浮技术研究中心 , 湖南 长沙 4 0 7 ) 10 3 摘要 : 文首先建立磁悬浮列车系统的车轨耦合模 型, 该 为了确保系统 的全局稳定 , 利用状态反馈方法对磁悬浮非 线性系统进 行精确反馈线性化 。分析 了在常规反馈控制规律下 , 浮列 车系统产生车 轨耦合振动 的原因。 由于 系统可控 , 磁悬 如果对系 统采用全状 态反馈控制 , 可以将系统极点设置在任 意位置 。该 文从实际 的实验 角度 出发 , 虑到并不是所有 的磁悬 浮系统 考 的状态都可 以获取 , 因此只能在常规控制规律基础上引入 电磁铁 的垂 向速度作为控制量 , 实验证明 : 这一做法对 磁悬浮系统 的车轨耦合振动起 到了很好的抑制作用 。最后仿真说明了该 文提 出的控制方法对抑制磁悬浮系统车轨耦合振动的有效性。 关键词 : 磁悬浮系统 ; 反馈线性化 ; 车轨耦合振动 ; 全局稳定
微振动控制技术研究现状综述

微振动控制技术研究现状综述摘要:随着科学技术的快速发展,地铁、高铁、公路汽车、施工等引起的环境振动问题日益突出,此类振动会对人的身心健康、高精密仪器正常工作、古建筑等产生不利的影响,为此,本文对现有的微振动控制技术进行研究。
关键词:微振动;控制技术;振动传播;减隔振1引言微振动往往是通过振动波的形式进行传递,要解决微振动引起的问题,必须先研究清楚振动波的传播机理,了解振动波的传播特性,从而为减隔振技术的提出提供理论支持。
2振动波的传播机理研究关于振动波的研究,国内外研究人员大都采用理论推导和解析模型,研究微振动的传播规律,主要包括场地土的动力特性及其对振动波传播的影响、振动传播途径等。
英国的Kryiov教授根据弹性半空间地基土在垂向简谐点荷载作用下的反应,建立了轨道交通引起的地面振动理论模型;J.Melke和S.Kraemer[1]讨论了一种通过使用诊断性测量技术调查城市铁路振动的方法,该方法可以形成一个有用的补充经验和分析振动预测模型的参考;Y.Okumura和K.Kuno[2]通过使用Hayashi的I型量化方法,研究了影响铁路噪声和振动的各种因素,研究发现:轨道的距离和铁路结构对振动峰值和噪音的产生影响结果相似;Sheng X和Jones等研宄了一种用于计算通过铁路轨道结构施加的静止振荡载荷,该载荷并在地面上的振动传播的模型,该模型包括一个轨道结构和放置在地面上由无数个平行的均质弹性层组成,研究了两种不同的地面模型,两个例子都显示轨道结构对振动传播的振幅和指向性的强烈影响,特别是在靠近轨道的区域。
Adam等利用有限元法和边界元法分别建立了一个二维的土壤-结构系统,采用了时域耦合边界元-有限元算法,研究了沟渠及其回填材料的几何和材料特性对结构响应的影响;Celebi等为了研究与火车通过引起的轨道和底土中的波传播有关的问题,分析讨论了两种数值模型,用来分析由作用在均质或分层半空间表面的移动载荷引起的铁路线附近自由场的三维动态响应;蒋通等通过研究某高架交通线路,引起的环境振动实况、发生机理及振动传播规律,提出了预测线路振动振级的统计回归公式,并进行了验证。
虹桥交通枢纽复杂电磁环境下的无线电管理

作为虹 桥综合 交通枢 纽信 息基 础设施 规划 的重要 组成 部分 ,上海 市无线 电管理 局牵 头组 织相关 没计单 位完成 了 虹桥 综合 交通枢 纽区域无 线 网络子 规划的 编制 ,从城 市规
在铁路 专用 无线系 统方 面 ,作 为钬 路现 代化的 重要载 体 ,GS I系 统承载 l M—V r列 的信 号控制 、信 令 州度 等功
信网 络室 内和 室外 的统筹 ;公 用移动通 信 网络多运 营商 多 技术 体制之 间的统筹 。这 切实解 决 了公 用移 动通信 网络 与 各类事 关公共 安全 的无线 系统布 局之 间的 电磁 兼 容问题 , 从而 真正 实现 了对 《 虹桥 综合 交通枢 纽信 息基础 设施总 体 规划 》的延伸和深化。
统 筹上 述条 块 的GS — M R系统建 没 ,建立 完 善 丁 “ 统分 结合 ” 的 T作 机 制 。在 电磁 环境 保 护 上 ,统 筹 “ t . 线一 站”Gs R基站设置与 民航 n 电磁 兼容和限高 护 ;在频 M— 勺 率协调上 ,统筹 “ 三线一站 ”GS I M—K系统 与上海移动GS M 络规 划 的清频 工作 ,确 保GS R系 统不 受外 丁扰 ; M— 在 建 设模 式 卜,进一 步j . 广展集 约化 建 设内涵 ,推 动上海 移 动 一 电信 、 海联通 与铁路丛 站建 设n 集 约化和 景观 海 勺 化 ;做 好公 『 移动通 信沿铁 路带状 分 与虹桥综 合交通 枢 } ] 纽室 内覆盖 的切换协 调 ,确 高铁 乘 客的高质 移动通 信
在 轨道 交通无 线系统 方面 ,虹桥综 合交通枢 纽 区域 规
斟学 论证
推进专用无线蘧信保护
划 引入轨 交2 、1 、1 、2 号线 ,为确保轨 交 自身的安 、5 0 7 o
磁悬浮高速电机转子低频振动机理及抑制方法研究

TECHNOLOGY AND INFORMATION126 科学与信息化2023年5月下磁悬浮高速电机转子低频振动机理及抑制方法研究张鑫重庆开山流体机械有限公司 重庆 400900摘 要 磁悬浮高速电机,即磁悬浮轴承支撑的高速电机,转速超过10000r/min,可以直接与高速原动机或工作机相连,从而取消了原有的增速/减速机构,大幅提高设备效率。
磁悬浮高速电机的功率密度高,体积比同等功率的传统发动机小得多,磁浮轴承可避免转子与轴承之间的接触和摩擦,无须润滑系统。
采用磁悬浮高速电机代替高速驱动机中的传统驱动电机或发电机,如风机、压缩机等,可以使设备效率提高10%至15%,具有较高的经济价值。
关键词 磁悬浮;高速电机转子;低频振动机理;抑制方法Research on Low-Frequency Vibration Mechanism and Suppression Method of Magnetic Levitation High-Speed Motor Rotor Zhang XinChongqing Kaishan Fluid Machinery Co., Ltd., Chongqing 400900, ChinaAbstract The magnetic levitation high-speed motor, that is, the high-speed motor supported by the magnetic levitation bearing, at a speed of more than 10000 r/min, it can be directly connected to the high-speed prime mover or working motor, thereby canceling the original speed increase/deceleration mechanism and greatly improving the equipment efficiency. Magnetic levitation high-speed motors have high power density and are much smaller than conventional motors of the same power, and magnetic levitation bearings can avoid contact and friction between the rotor and bearing, and no lubrication systems are needed. The use of magnetic levitation high-speed motor instead of conventional driving motor or generator in the high-speed driving machine, such as blower and compressors, it can increase the efficiency of the equipment by 10% to 15%, which has high economic value.Key words magnetic levitation; high-speed motor rotor; low-frequency vibration mechanism; suppression method引言高速磁混合电机将自由浮动轴承与电机相结合,具有尺寸小、转速高、功率密度高、电磁损耗低等优点。
《2024年高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》范文

《高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》篇一一、引言随着高速铁路的快速发展,列车—线路—桥梁的耦合振动问题已成为该领域研究的重要课题。
这一问题的深入研究不仅对保障列车运行的安全性、平稳性和舒适性具有重要意义,同时也为高速铁路的进一步发展提供了理论支持。
本文将详细探讨高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的理论及其实用性研究。
二、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论(一)理论基础高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论主要包括动力学理论、振动传递理论以及系统动力学模型等方面。
在列车运行时,其动力学行为与线路、桥梁的相互作用,形成了一个复杂的动力学系统。
在这个系统中,各组成部分的振动相互影响,形成耦合振动。
(二)系统模型为了更好地研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动,需要建立相应的系统模型。
该模型应包括列车、线路和桥梁的动态特性,以及它们之间的相互作用。
通过建立数学模型,可以更深入地了解耦合振动的机理和特性。
三、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的应用研究(一)安全性保障通过深入研究高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论,可以有效地保障列车的运行安全性。
通过对系统的动态特性进行分析,可以预测可能出现的故障和危险情况,并采取相应的措施进行防范。
(二)平稳性和舒适性提升通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动进行优化,可以提高列车的运行平稳性和乘客的舒适性。
这不仅可以提高乘客的满意度,同时也有助于提高铁路企业的形象和声誉。
(三)工程实践应用在工程实践中,应用高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论,可以对实际工程进行指导。
例如,在设计和施工阶段,可以通过该理论对线路和桥梁的布局、结构和材料进行优化选择,以减小振动对列车和乘客的影响。
同时,在运营阶段,可以通过实时监测和分析系统的振动情况,及时发现并处理潜在问题。
四、结论与展望(一)结论本文通过对高速铁路列车—线路—桥梁的耦合振动理论进行研究,探讨了其理论基础、系统模型以及实际应用等方面的内容。
基于UM的磁浮列车-轨道梁耦合振动仿真程序开发

基于UM的磁浮列车-轨道梁耦合振动仿真程序开发作者:德米特里·波戈列洛夫雷强根纳季·米克希夫亚历山大·罗迪科夫来源:《计算机辅助工程》2019年第01期摘要:基于大型通用多体动力学仿真分析平台Universal Mechanism(UM),开发用于磁浮列车-轨道梁耦合振动仿真的专用程序UM Maglev,其中:磁浮列车设置为多刚体模型,弹簧和阻尼器的刚度和阻尼视为线性或非线性力元;轨道梁设置为三维铁木辛柯梁模型,或从外部有限元软件导入模态分析结果;轨道线路包含平面和纵断面曲线、超高和轨面随机不平顺;悬浮和导向系统控制采用PID模型;多体动力学系统微分-代数方程求解采用Park刚性稳定法。
该程序可用于考察磁浮列车的曲线通过性能、运行平稳性和乘坐舒适度,研究悬浮/导向气隙与磁浮控制系统参数优化,分析轨道梁在动态电磁力作用下的振动响应。
关键词:磁浮列车;轨道;振动;耦合;多体动力学;数值积分中图分类号:U237;U441.7文献标志码:B文章编号:1006-0871(2019)01-0028-080 引言磁浮交通具有磨耗小、噪声低、曲线通过和爬坡能力强等优点,既适用于城市轨道交通(中低速),又适用于国内/国际干线交通(高速),有良好的发展前景。
目前,国内外的磁浮线主要有电磁悬浮(electromagnetic suspension, EMS)和电动悬浮(electrodynamic suspension, EDS)2种制式。
德国的Transrapid、日本的HSST、韩国的UTM和中国的CMS 系列均为EMS型。
这种类型的磁浮列车需要施加主动控制以实现稳定悬浮。
磁浮轨道一般采用高架桥方式,列车以一定速度通过轨道梁会引发梁的振动,梁的振动又会影响列车系统,甚至会发生共振,不仅影响乘坐舒适度,而且不利于轨道梁的安全,因此有必要开展磁浮列车-轨道梁系统耦合振动的研究。
[1-10]ZHAI等[11]基于MATLAB平台建立上海高速磁浮线TR08型磁浮车辆与高架磁浮轨道耦合动力学模型,其中:车辆为多刚体模型,共计133个自由度;磁浮控制系统为基于“位移-速度-加速度”反馈的单电磁铁比例-积分-微分(proportion-integral-derivative,PID)控制模型;磁浮轨道为“欧拉-伯努利”梁模型,未考虑轨道梁的剪切和扭转效应。
《2024年高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》范文

《高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动理论及应用研究》篇一摘要:随着高速铁路的飞速发展,列车、线路、桥梁三者之间的耦合振动问题成为亟待解决的重大问题。
本文旨在深入探讨高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的基本理论,分析其影响因素,并探讨其在实际工程中的应用。
本文首先概述了国内外研究现状,接着详细介绍了耦合振动的基本理论,并通过实例分析验证了理论的正确性,最后总结了该理论的应用价值与前景。
一、引言随着科技的进步和国民经济的持续发展,高速铁路已经成为我国交通运输的重要方式之一。
高速铁路的运行不仅需要高效的列车技术,还要求有良好的线路和桥梁设施作为支撑。
然而,随着列车运行速度的不断提高,列车、线路、桥梁三者之间的耦合振动问题日益凸显,这不仅影响着列车运行的安全性和平稳性,也对线路和桥梁的使用寿命造成了威胁。
因此,对高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动的研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
二、国内外研究现状近年来,国内外学者对高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动问题进行了大量的研究。
国内研究主要侧重于通过实验研究和数值模拟分析的方法来探索三者之间的耦合规律;国外研究则更注重理论建模和工程实际应用的研究。
随着计算机技术的发展和大型计算模拟软件的出现,这一领域的研究取得了显著的进展。
三、高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动基本理论(一)基本原理高速铁路列车—线路—桥梁耦合振动是一个复杂的动力学问题,涉及到列车动力学、线路动力学和桥梁动力学等多个方面。
其基本原理是通过建立数学模型来描述列车在运行过程中与线路和桥梁之间的相互作用关系,从而揭示其耦合振动的规律。
(二)理论模型为了研究这一耦合振动问题,需要建立相应的理论模型。
目前常用的模型包括多刚体动力学模型、连续弹性体模型以及多刚体与连续弹性体相结合的混合模型等。
这些模型可以根据实际需求和研究目的进行选择和调整。
四、影响因素分析(一)列车因素列车的运行速度、轴重、编组等因素都会对耦合振动产生影响。
磁浮车桥耦合振动性能模拟的离线混合试验方法

关键词: 磁浮车桥; 耦合振动; 性能模拟; 离线混合试验; 不动点迭代; 动态收敛
中图分类号: U 270; TP 3鄄05
文献标志码: A
文章编号: 0254 - 0037(2021)07 - 0748 - 11
doi: 10. 11936 / bjutxb2021010025
Off鄄line Hybrid Test Metulation of Coupled Maglev Train鄄Bridge
混合试验技术近年来被认为是可实现桥上行车 测试的手段之一[3] ,已应用于实验室内高速铁路桥 上行车相关试验测试,采用实时混合试验以准确模 拟桥上行车状态. 此外,实时混合试验也被广泛应 用在土木工程中其他领域,如 Jiang 等[4] 对 物 理 磁 流变阻尼器及数值公路桥梁进行实时混合试验测 试,验证了 磁 流 变 阻 尼 器 控 制 公 路 桥 梁 疲 劳 振 动 的有效 性; Friedman 等[5] 在 装 有 磁 流 变 阻 尼 器 的 大型框架中进行了实时混合试验;Najafi 等[6] 提出 一种基于模型的轻阻尼和高非线性结构系统实时 混合试验方法,其用于屋顶轨道非线性能量吸收 器性能研究. 实时混合试验具有较高的实时性要 求,大型伺 服 液 压 系 统 作 为 混 合 试 验 中 车 辆 等 物 理子系统的执行机构,需要高精度控制系统,同时 大型复杂结构的计算也要求在毫秒内完成,具有 很高挑战. 相比于实时混合试验,学者们提出了离 线迭代的混合试验新思路,并应用于汽车轮胎耐 久性 测 试、 非 结 构 构 件 等 试 验 中, 如 Maddaloni 等[7] 提出基于传递函数的开环补偿模型,对安装 吊顶的框架顶部 x、y 和 z 向进行离线迭代补偿; Zhou[8] 等提出一种多自由度离线耦合迭代法用于 非结构系统振动台试验中楼面响应谱的再现;MTS 公司提出一种混合系统响应收敛方法,利用混合 试验对汽 车 轮 胎 进 行 了 疲 劳 和 耐 久 性 测 试[9] ; Li 等[10] 采用离线耦合试验方法应用于偏置电力变压 器性能评估. 非结构构件往往是大型建筑或汽车 系统中的设备与部件,从构成来看其类似于桥上 行驶的车辆,区别在于桥上行车为移动设备,非结 构构件往往为固定设备.
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地铁 与轨道间 的耦合振 动研究更 为广 泛 , 分别 建立地铁车辆
通 将 板 上运 行 , 因此 , 虹桥磁 浮站屋实为建筑结 构 、 磁浮支撑结构 和地 和轨道 的力学模 型 , 过轨 面不平 顺谱 , 地铁 车辆 的振 动与轨 6 j 铁支撑结构 三合 一的车站结构 。为最终 确定结构设 计方案 , 须 道 的振 动形成耦 合 , 。 必 从 动力 学人 手 , 对磁浮列车和地铁列 车的动力 相互影 响及其对 枢 3 磁 浮列 车一 地铁一 站 屋耦 合振 动研 究 策略 纽站屋 的耦合动力 相互影 响进 行研 究 , 以验 证建 筑结构 、 浮 支 磁 考虑 到磁浮列车 、 地铁列车 与站屋间的耦合振动研 究开展较 撑结构和地铁支撑 结构 三者合 一 的情况 下 , 磁浮 列车 、 地铁 车 辆 少 , 为合 理考虑三合一 结构 间耦合 振动 , 采用 理论分 析 与试 验 可 能 否正 常运行 、 站屋结构能否正 常使用 。 相结合 的方法 , 将结构系统分解为地铁 和站屋 以及磁浮 车辆 与站
于车站使 用 、 减少 施工难度 、 降低建造成本 , 浮轨道梁直接安 装 磁 在建筑结构框架 上 , 浮列 车先 作用 于车 站建筑 结构 框架 梁 , 磁 通
过建筑物传递 到地 基上 , 外 , 此 地铁 是在 车站地 下二 层 的基础 底
I
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
图 1 T 0 磁 浮 车辆 结 构 示 意 圈 R8
术 路 线是 可行 的 。
关键词 : 交通枢纽 , 浮列车, 磁 地铁 , 站屋 , 耦合振 动, 究策略 研
中 图 分 类 号 : 9 U2 1 文献标识码 : A
1 研 究 背景
通过磁 浮轨 道梁间的不平顺谱 , 将磁浮列 车的振动与 轨道梁 的振 ( ) 虹桥交通综合枢纽是包括航空 、 城际铁 路 、 高速铁路 、 磁悬 浮 动形成耦合 ]见图 1 。
第3 6卷 第 1 8期 20 10 年 6 月
山 西 建 筑
SHANXI ARCHI TECrURE
V0 . 6 No 8 13 1
Jn 21 u . 00
・2 3 ・ 6
文章编号 :0 96 2 (0 0 1 —2 30 10 .8 5 2 1 )80 6 —2
有 两 条 地 铁 交 通 线 在 站 屋 下 穿 磁 浮 线 , 种 交 通 线 路 正 交 。 为 便 两
1
30 6 9 3 0 6 . 9 .30 6 . 9 .30 6 . 9 9 306 9 30 6 9 30 6 . 0 6 3 9
2 3 4 5 6 7 8
面 特性 , 立 磁 浮 轨 道 梁 力学 模 型 , 映 轨道 梁 的质 量 和 刚度 特 性 , 筑有限元模型 中, 建 反 求得 车站建筑各个关键点处的动力 响应 , 再提取
6 结 语
参考文献 :
1 TG D 02 0 , s. 在进行 互通式立体 交叉 设计 时一 定要 打破常 规单 一设 计模 [ ] J 2 —0 6 公路路 线设计规范[ ] [] 庄代文 , 2 何 帆 . 海 市人 行 立 体 过 街 设 施 方 案 设 计 及 比较 珠 式, 拓展思路 , 因地制宜 , 以人 为本 , 时刻把握 安全至上 的原则 , 灵
虹 桥 枢 纽磁 浮一 地 铁 一 站屋 耦 合 振 动研 究 策 略
王 淼
摘 要: 结合虹桥综合交通枢纽磁浮站 屋结构 一体 化设计研究课题 , 文介 绍 了大型综合交通枢纽站 中的磁 浮列车与地 本 铁一 站屋耦合振 动的研 究策略和技术路线。通过理论分析 与试 验结果对 比表 明: 目前的研究水平下 , 在 该研 究策略和技
பைடு நூலகம்
( 连接浦东与虹桥 、 杭磁悬 浮 ) 城市 地铁 交通 、 途客运 、 内 沪 、 长 市
公交等多种换乘方式于一体 的交通 “ 巨无 霸” 也是 将来上海最 大 , 的铁路客运站。规划 中的虹桥磁浮 站屋主体结 构共有 4层 , 上 其
有商用及 办公建筑 8层 。地 面一 层有 l 磁浮线路 , 下二 层 0条 地
一
用不仅与车辆 结构 和磁 铁 控 制系 统有 关 , 与磁 浮 轨道 结 构相 具 体 研 究 技 术 路 线 如 图 2 示 。 还 所 关, 特别是 高速 运行 条件 下 , 磁浮 列 车与轨 道 的耦 合作 用 十分显 在研究 中, 首先 根据 已有 地铁列 车测 试结 果 , 对列 车动力 学 著 。迄今为止 , 国内外磁浮列车系统 动力学研 究的 主要 目的是研 模型进行修正 , 然后 结合 虹桥 枢纽 站结 构形式 , 对列 车 的减振 技 究磁浮列车与轨道梁 的耦合动力 响应 , 研究 主要是通过 分析磁 术进行 研究 , 该 利用合 理 的减振方 案 , 立减振 后 的虹桥 车站 内的 建 浮列车 的组成 , 建立磁 浮列车车辆 力学模 型, 同时 , 根据 轨道梁截 地铁列车与轨道 间耦合振 动模 型 , 将轨道 振动 响应 输入到 车站 建
2 研 究现 状
屋两个子系统 , 分步骤 研究 两者 间的耦 合振 动 , 个 子系统通 过 两 已开展 的研究主 要包 括磁 浮列 车与轨 道梁 间 的耦 合振 动研 站屋结构的振动联成 大 系统 , 通过 这样 的研究 策略 , 现在 三合 实 究和地铁车辆 与轨 道之 间 的耦合振 动研 究 。其 中前 者 的动 力作 体系 中 , 考虑磁 浮列 车 、 铁列车与站屋相互 耦合振动 的影 响。 地
活 设 计 , 求 与 自然 环 境 和 社 会 环 境 的 和 谐 一 致 。 以上 是 笔 者 在 追
[] 山西建筑,0 9 3 (8 :4 4 . J. 2 0 ,5 1 )3 43 6
明 . 区 高速 公 路 勘 察 设 计 指 南 [ ] 北 京 : 民 交 通 山 M . 人