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《高速列车轴箱轴承在侧风和轨道不平顺激励下的随机响应分析》

  • 来源专题：可再生能源
  • 编译者： pengh
  • 发布时间：2020-04-10

  • 轴箱轴承（ABB）是高速列车中的关键组件，在实际工作条件下会遭受多种随机激励。ABB的健康状况对于机车车辆的可靠性和安全运行至关重要。本文提出了一种新颖的随机车辆-轨道耦合模型，以评估在不稳定风荷载和随机轨道不平顺情况下的高速列车中ABB的动态性能。基于赫兹接触理论，适当考虑了轴承的非线性刚度和轴承间隙的非光滑非线性。采用冯•卡曼（von Karman）功率谱密度来生成运动车辆上脉动风速的时程。基于流体诱发的振动理论，得出了作用在车体上的非恒定风载荷。采用轨道不平顺的经验PSD来生成轨道不平顺的时程。采用蒙特卡罗方法对非定常风和轨道不平顺随机激励下的滚道接触应力进行了分析。分析结果表明，侧风引起了ABB的部分负荷现象。侧风风速的增加显着增加了接触应力超过安全阈值的可能性，这对列车内部关键组件的使用安全提出了挑战。

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相关报告

  • 《现代Rotem与NBP合作开发列车大数据分析平台》
    • 来源专题：可再生能源
    • 编译者：pengh
    • 发布时间：2020-04-10
    • 现代Rotem在加快铁路车辆维护技术的开发。 现代Rotem在2月14日宣布，已于13日与提供Naver云平台服务的Naver子公司“Naver Business Platform（以下简称NBP）”，就构建基于铁路车辆状态维护系统（CBM, Condition Based Maintenance）时需要的大数据分析平台（SMART Train 4.0）签署了开发合作谅解备忘录（MOU）。 基于状态的维护技术是使用先进的传感器和IoT（物联网）技术，通过实时分析主要列车的状态和运行信息以及运行历史和故障历史等大数据(Big Data)来优化维护周期的一种维护技术。 现代Rotem为跟随第四次产业技术趋势构建最新的维护系统，自2018年1月以来一直致力于开发基于状态的维护系统，并计划于今年完成开发。 根据该协议，现代Rotem开发基于云技术的大数据分析平台，NBP提供技术支持以确保现代Rotem开发的平台在Naver云平台上能稳定高效地运行。 现代Rotem的大数据分析平台将列车主要设备的信息数据化，以优化的故障预测算法为用户提供有关车辆状态的故障位置和零件更换时间等实时信息，从而降低维护成本并提高列车的可用性和安全性。 通过大数据分析平台将基于状态的维护技术应用于高速铁路车辆，可将维护成本降低最高达30％，将备件库存降低20-30％，设备寿命则可提高20-40％。 此外，现代Rotem不仅开发了基于虚拟云服务器的大数据分析平台，还同时开发了基于地面物理服务器的平台，以便用户可以在自己需要的环境中使用平台。 现代Rotem的战略旨在通过开发大数据平台来构建基于状态的维护系统，以推进现有维护项目并积极瞄准全球市场。此外，该公司计划使用Marketplace（Naver云平台的专用销售渠道）来确保基于云的大数据分析平台的销售。 全球轨道车辆维护市场每年的交易额为72兆亿韩元（约合420.3亿人民币），其规模已超过新车订单市场（70兆亿韩元，约合408.6亿人民币），并且预计将以3.2％的年平均增长率持续增长。 现代Rotem列车维护业绩总额高达7000亿韩元（40.9亿人民币），其中包括2009年首尔9号线电动列车、2010年土耳其Marmarai电动列车、2010年乌克兰电动列车、2015年新西兰惠灵顿电动列车、2017年埃及开罗电动列车和2018年巴西CPTM电动列车等，其竞争力在国内外维护市场上得到了认可。 现代Rotem韩国铁路技术研究所所长金钟年（音译）表示：“我们期待与NBP达成的协议将使我们在轨道车辆维护市场上取得发展上的进一步飞跃。我们将以最优化、最新的维护系统以及各种业务成果为基础，加快攻占国内外维护市场。” NBP事业部总负责人金泰昌（音译）则表示：“这是我们与综合重工业公司的首次合作，对现代Rotem开发大数据分析平台提供SMART Train 4.0技术支持，对于NBP的云业务组合多样化有至关重要的有意义。我们将积极配合以增强现代Rotem的市场竞争力。” 整理自《Hyundai Rotem》20200214
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  • 《机器人市场政策激励好 难掩核心技术缺乏》
    • 来源专题：数控机床——前沿技术
    • 编译者：杨芳
    • 发布时间：2016-05-18
    • 　　为实现我国机器人关键零部件和高端产品的重大突破，近日，工业和信息化部、国家发改委、财政部等三部委联合印发《机器人产业发展规划(2016-2020年)》。 　　《规划》提出，要坚持“市场主导、创新驱动、强化基础、质量为先”的原则，实现我国机器人产业的“两突破”“三提升”，即实现机器人关键零部件和高端产品的重大突破，实现机器人质量可靠性、市场占有率和龙头企业竞争力的大幅提升。同时，《规划》还明确了产业发展五年总体目标：形成较为完善的机器人产业体系。技术创新能力和国际竞争能力明显增强，产品性能和质量达到国际同类水平，关键零部件取得重大突破，基本满足市场需求。 　　从国家顶层设计到地方规划，以及产业路线图，近年来，我国针对机器人产业陆续出台一系列的扶持政策，形成了完整的政策体系。与此同时，机器人产业也已上升为国家战略。 　　井喷之势 　　在国家政策红利的支持下，我国机器人产业出现井喷之势。近年来，我国机器人市场需求巨大，机器人企业众多，产量规模大，市场份额也在逐步上升。 　　从三大核心零部件到各种类型本体，各行业系统集成，以及人才培训、服务等后市场，我国机器人产业链已经初步完善，并涌现出汇川技术(伺服驱动)、沈阳新松(AGV)、成焊宝玛(汽车焊装集成)这样在特定领域具备一定竞争优势的企业。 　　核心零部件仍是“瓶颈” 　　尽管在国家政策的助推下，我国机器人产业发展迅速，然而，面对快速增长的市场需求，我国机器人产业却存在着“大而不强”的尴尬。 　　机器人核心部件空心化、应用低端化、主流市场边缘化是目前国内机器人行业的典型写照。 　　中国机器人企业很多，令人失望的是，当前，我国机器人企业主要扎堆于中低端，技术水平低，大多为三轴和四轴的机器人;而高端核心技术例如减速机、伺服电机和控制器等大多直接采购国外产品。 　　从事机器人关键路部件、本体研制和系统集成的厂商众多，但盈利能力、高端市场占有率、关键零部件的市场认可程度等方面存在不足，国产机器人的竞争力较低。 　　部分地方政府过于注重产业园区建设，对于技术积累、研发能力、市场化的历程估计不足，重复性投资现象严重。 　　据不完全统计，截至2015年11月，中国在建和已建的机器人产业园超过30个，规划年产值总计超过4000亿元。然而，企业规模小而散，量的增长大于质的增长，缺乏核心竞争力。 　　高端机器人研发需要大量资金及时间的投入，且风险较高，导致厂商扎堆中低端市场，没有自己的核心竞争力。 　　竞争力充满挑战 　　虽然，我国机器人产业发展的激励政策频出，其产业也在快速扩张，然而，当前机器人产业发展也存在高端核心技术缺乏的短板。 　　国内在机械制造领域基础较发达国家薄弱，发展起步晚。国外优秀企业在高端技术与市值垄断使得国内企业只能从中低端向高端逐步跨越。 　　目前国内企业的最大短板是缺乏自主知识产权的核心技术，技术的突破与积累需要一个较长的过程。不过，目前，已经有一些企业和高校、科研院所在核心技术上取得一些突破，比如沈阳新松。 　　中国在尖端智能技术、关键零部件、标准化体系建设、技术实际应用能力等方面存在短板，既缺乏创新创造的氛围，又缺乏相关服务体系的支持，导致转型高端化困难重重。 　　三大核心零部件制约中国机器人产业的主要瓶颈，占到机器人成本的70%。据悉，机器人控制器相当于人的大脑，发布和传递动作指令。包括硬件和软件两部分，硬件就是工业控制板卡，包括一些主控单元、信号处理部分等电路，国产品牌已经掌握;软件部分主要是控制算法、二次开发等，国产品牌在稳定性、响应速度、易用性等方面还有差距。而伺服电机在机器人中用做执行单元，是影响机器人工作性能的主要因素。据公开资料显示，伺服系统市场TOP15厂商中，前三名均为日系品牌，总份额达到45%。西门子、博世、施耐德等欧系品牌占据高端，整体市场份额在30%左右。而国内企业整体份额低于10%。 　　机器人减速机市场高度垄断，普及期国产减速机无法实现全面进口替代。RV减速机是纯机械的精密部件，材料、热处理工艺和高精度加工机床缺一不可。我国在这几个方面长期落后，并非单靠某个企业所能解决。 　　其实，无论是机器人核心技术的落后，还是产业链的不健全，亦或是经验积累缺乏，这些或许都需要时间的磨砺。 　　体系健全是关键，人工智能技术需要国家和企业的共同推动，才能提升研发技术，降低产品成本，扩大使用范围。 　　国家可在政策上给予优惠，通过补贴、免税等多种方式促进行业技术的提升。在行业发展上，引导产业优势向大型企业集聚，提升行业集中度，进而改变如今行业企业多而小的格局，加大企业行业竞争能力。
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