动车组制动系统试验台研制

论文摘要

按1：1比例建立高速动车组制动系统试验台,对列车制动过程进行实物模拟,是检测制动系统技术可靠性的有效方式,对于提高动车组制动性能及保障运营安全,具有重大现实意义。本论文中的动车组制动系统试验台的总体设计,是试验台建设的关键。首先,需涵盖风源系统、制动控制系统、基础制动装置、测控系统、操纵台、网络系统等各大部件的设计,提出相关设计方案；其次,明确试验台所具备的试验功能,提出常用制动试验、紧急制动试验、停放制动试验、备用制动试验的操作思路和处理方法。制动管路中,气压状态与制动效果密不可分,本论文根据气体流动理论,借助于流体建模和仿真软件AMESim,建立动车组制动系统的数值仿真模型,利用计算机的高速运算能力,计算出制动过程中气体流动状态,对动车组制动系统试验台的研制和后期调试起到了理论指导意义。在制动系统试验台中,热负荷测试作为其试验功能中重要的一部分,需对动车组制动盘的温度、热应力等进行测试,找出温度及热应力变化规律。由于制动盘结构复杂,如何预测其温度场、热应力场,以及预测其最值分布区域,成为热负荷测试试验台中制动盘周边传感器布置的关键。在课题的研究过程中,利用ANSYS软件,对其制动盘温度场及应力场进行瞬态仿真分析,找出制动盘的温度分布及不同位置处温度变化规律、盘内热应力分布,对最大热应力出现的位置进行走向分析,很好地掌握了制动盘热负荷的理论值。以仿真结果为理论依据,结合预算,将所需转动惯量改小,设计微型热负荷测试试验台。对试验台架、驱动方案、数据采集系统及控制单元进行了详细设计,提出了将试验结果反馈为理论值的办法,完成了满足认知教学的热负荷测试试验台的设计。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题的研究意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.3 本文研究的主要内容及方法
• 1.3.1 研究内容
• 1.3.2 研究方法
• 第2章 动车组制动系统概述
• 2.1 制动系统简介
• 2.1.1 动车组制动系统的组成
• 2.1.2 动车组制动系统的特点
• 2.1.3 动车组制动方式
• 2.1.4 制动系统的制动功能
• 2.2 制动系统工作原理
• 2.3 制动控制装置
• 2.3.1 制动控制装置的构成及作用
• 2.3.2 制动控制阀
• 第3章 制动系统试验台总体设计
• 3.1 概述
• 3.1.1 试验台模型介绍
• 3.1.2 技术参数设计
• 3.2 试验台总体设计
• 3.2.1 风源系统设计
• 3.2.2 制动控制系统设计
• 3.2.3 基础制动装置
• 3.2.4 测控系统
• 3.2.5 操纵台
• 3.2.6 网络系统
• 3.3 试验台功能总体设计
• 3.3.1 常用制动试验设计
• 3.3.2 紧急制动试验设计
• 3.3.3 停放制动试验设计
• 3.3.4 备用制动试验设计
• 第4章 动车组制动系统仿真分析
• 4.1 AMESim软件介绍
• 4.2 气动系统建模理论
• 4.3 动车组制动系统建模
• 4.4 动车组制动系统仿真分析
• 4.4.1 制动系统参数设置
• 4.4.2 仿真结果
• 第5章 制动系统热负荷测试试验台设计
• 5.1 动车组制动盘有限元仿真
• 5.1.1 制动盘有限元模型
• 5.1.2 制动盘温度场仿真及分析
• 5.1.3 制动盘热应力场仿真及分析
• 5.1.4 小结
• 5.2 热负荷测试系统试验台设计
• 5.2.1 台架设计
• 5.2.2 数据采集系统设计
• 5.2.3 驱动及制动控制单元设计
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文