高速铁路长波不平顺敏感波长及管理值研究

论文摘要

随着高速铁路快速发展,运营速度不断提高,高速铁路轨道的高平顺性是高速线路的核心问题。目前,国内外已对中短波轨道不平顺的标准进行了大量的研究,但对长波不平顺的幅值和波长管理却有所欠缺。国内外高速铁路运营的经验和实验表明,长波不平顺对列车舒适性平稳性有非常显著的影响,因此,开展长波不平顺敏感波长及管理值的研究有重要的理论和应用价值。本文利用非线性车辆动力学理论,分别建立了CRH2和CRH3动车和拖车、空车和重车高速车辆-轨道耦合动力学模型。通过施加连续脉冲响应,以车体加速度作为确定轨道不平顺敏感波长的主要依据,同时兼顾其它动力学响应的特征,仿真计算出CRH2和CRH3的长波高低和轨向轨道不平顺最大敏感波长。通过对沪杭高铁联调联试试验中测得的CRH2和CRH3动车组各速度级下的车体垂向和横向加速度的功率谱进行挖掘分析,确定各速度级下列车的敏感频率。根据频率波长与速度的关联关系,计算出相应的最大敏感波长。通过分析敏感波长的不平顺波幅和动力学响应之间的关系,结合京沪高铁联调联试期间测试数据,确定各速度级下的管理波长及相应的控制管理幅值,提出了长波高低和轨向的管理值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外长波轨道不平顺管理研究现状
• 1.2.1 国外长波轨道不平顺管理
• 1.2.1.1 日本
• 1.2.1.2 法国
• 1.2.1.3 英国
• 1.2.1.4 德国
• 1.2.2 国内轨道长波轨道不平顺管理
• 1.2.3 长波轨道不平顺管理的动力学仿真研究
• 1.3 研究目的和意义
• 1.4 主要研究内容
• 第二章 动力学仿真模型的建立
• 2.1 ADAMS 的分析和计算方法
• 2.1.1 广义坐标的选择
• 2.1.2 动力学方程的建立
• 2.1.3 动力学方程的求解
• 2.1.4 静力学分析、运动学分析和初始条件分析
• 2.1.5 计算分析过程
• 2.2 建模思路
• 2.3 车辆空间模型
• 2.4 轮轨接触模型
• 2.4.1 轮/轨单元的类型
• 2.4.2 轮轨蠕滑力的计算方法
• 2.5 车辆-轨道系统激励模型
• 2.6 动力学仿真模型部分参数
• 2.7 本章小结
• 第三章 轨道长波不平顺影响规律仿真研究
• 3.1 动力学模型的验证
• 3.2 连续不平顺激励下不平顺影响规律分析
• 3.2.1 高低不平顺
• 3.2.1.1 CRH2 拖车
• 3.2.1.2 CRH2 动车
• 3.2.1.3 CRH3 拖车
• 3.2.1.4 CRH3 动车
• 3.2.1.5 小结
• 3.2.2 轨向不平顺
• 3.2.2.1 CRH2 拖车
• 3.2.2.2 CRH2 动车
• 3.2.2.3 CRH3 拖车
• 3.2.2.4 CRH3 动车
• 3.2.2.5 小结
• 3.3 本章小结
• 第四章 实测车体加速度最大敏感波长分析
• 4.1 CRH2 车体加速度频率分析及最大敏感波长
• 4.2 CRH3 车体加速度频率分析及最大敏感波长
• 4.3 本章小结
• 第五章 轨道长波不平顺幅值规律的研究
• 5.1 最大敏感波长下高低不平顺波幅与动力响应的关系分析
• 5.2 最大敏感波长下轨向不平顺波幅与动力响应的关系分析
• 5.3 本章小结
• 第六章 轨道长波不平顺管理值的建立
• 6.1 管理波长
• 6.2 管理幅值
• 6.2.1 高低
• 6.2.2 轨向
• 6.3 本章小结
• 第七章 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要