B型城市轨道交通车辆转向架低动力作用仿真研究

论文摘要

随着城市轨道交通的发展,轨道交通逐渐成为城市交通的骨干,车辆的动力学性能越来越受到关注,其中安全性与舒适性是研究中的重点,而安全性与舒适性都体现在转向架动力作用性能方面。因此,研究转向架低动力作用性能对城市轨道交通发展具有重大意义。本文基于车辆系统动力学理论,借助ADAMS/Rail仿真软件,围绕城市轨道交通转向架低动力作用进行了理论分析和仿真研究。首先以地铁B型车辆为研究对象,根据车辆系统动力学理论建立了车辆数学模型,推导了车辆动力学方程。然后,借助ADAMS/Rail仿真软件建立了车辆动力学仿真模型,并对模型进行动力学性能计算,计算中考虑了轨道的随机不平顺激扰。计算结果表明,车辆运行安全性、平稳性及曲线通过性能都符合要求,验证了模型的可行性。最后,论文重点仿真研究了车辆系统悬挂参数对转向架垂向及横向动力性能的影响规律,考察了轮轨垂向力、轮轨横向力、构架和车体的振动加速度以及临界速度等指标。研究结果主要有：减小一系悬挂刚度可以降低构架及车体的振动加速度,同时轮轨作用力也会降低,临界速度也会有所降低；二系悬挂刚度对构架振动加速度影响不大,但降低二系悬挂刚度可以降低车体的振动加速度；增大一系、二系悬挂阻尼可以降低构架及车体的振动加速度,增大二系横向阻尼可以使临界速度有所增大；减小簧下质量和簧间质量可以有效的降低轮轨动力作用。在仿真结果中优选了悬挂参数,为将来地铁低动力转向架设计研制提供了悬挂参数方面的参考依据。

论文目录

• 致谢
• 中文摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 选题背景
• 1.2 轨道车辆动力学研究现况
• 1.3 本文主要工作
• 2 地铁车辆转向架低动力作用理论分析
• 2.1 地铁车辆转向架分析
• 2.1.1 地铁转向架总体要求
• 2.1.2 地铁转向架低动力作用的研究思路
• 2.2 多体动力学理论
• 2.2.1 牛顿矢量力学体系
• 2.2.2 分析力学体系
• 2.3 车辆系统动力学方程
• 2.4 本章小结
• 3 地铁车辆动力学仿真模型
• 3.1 ADAMS/Rail仿真软件
• 3.2 车辆动力学性能计算模型及参数
• 3.2.1 地铁车辆动力学计算模型
• 3.2.2 车辆动力学性能计算参数
• 3.3 轨道-车辆系统中的非线性因素
• 3.3.1 轮轨接触几何非线性
• 3.3.2 二系横向止挡非线性特性
• 3.4 线路工况和轨道不平顺
• 3.4.1 曲线设置
• 3.4.2 轨道不平顺
• 3.5 本章小结
• 4 地铁车辆动力学模型仿真计算分析
• 4.1 动车动力学性能计算
• 4.1.1 动车平稳性计算
• 4.1.2 动车稳定性计算
• 4.1.3 动车曲线通过性能计算
• 4.1.4 动车计算结论
• 4.2 本章总结
• 5 地铁车辆转向架垂向动力作用性能研究
• 5.1 垂向动力作用评价体系
• 5.2 参数对转向架垂向动力性能的影响
• 5.2.1 一系悬挂刚度
• 5.2.2 一系悬挂垂向阻尼
• 5.2.3 二系悬挂刚度
• 5.2.4 二系悬挂阻尼
• 5.2.5 簧下质量
• 5.2.6 簧间质量
• 5.3 本章小结
• 6 地铁车辆转向架横向动力作用性能研究
• 6.1 横向动力作用评价体系
• 6.2 参数对轮轨横向动力学能的影响
• 6.2.1 一系悬挂刚度
• 6.2.2 一系悬挂垂向阻尼
• 6.2.3 二系悬挂刚度
• 6.2.4 二系悬挂阻尼
• 6.2.5 簧下质量
• 6.2.6 簧间质量
• 6.3 参数优选
• 6.4 本章小结
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 学位论文数据集