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弹性车辆系统振动及传递特性研究
| 论文题名： | 弹性车辆系统振动及传递特性研究 |
| 关键词： | 高速列车;弹性车辆系统;振动机理;传递特征 |
| 摘要： | 列车的高速化运营和轻量化设计导致轮轨之间、车辆系统各部件之间的动力作用增强，振动高频成分增多，且容易引起主要结构部件的弹性振动加剧，深入研究弹性车辆系统高速运行状态下的动力学行为、振动频率分布、传递特征及振动携带能量等特性对列车进一步的高速化发展具有重要的意义。正是在此背景下，依托于我国某型动车组列车，本文建立了轮对、转向架构架及车体的柔性体模型，在SIMPACK中建立了各参数均相同的刚、弹车辆系统动力学仿真模型，开展了系列的仿真计算工作。 为研究列车运行速度对弹性车辆系统动力学行为的影响，本文仿真分析了250km/h、300km/h、350km/h速度下车辆系统的动力学行为指标、振动及载荷特性。研究结果表明，随着速度的增大，弹性车辆系统的安全性、平稳性随之降低;轮轨力及一系、二系载荷峰值随之增大，振动波动性增强。另外，不论垂向还是横向，二系载荷较一系相比，载荷波动激烈程度有减缓趋势。 本文分析了列车以350km/h的速度直线运行时的振动特性，从时域到频域探究了刚弹车辆系统的垂向、横向振动加速度，对比分析其幅值特性、振动频率分布、传递特征及振动携带能量等。研究结果表明，首先，不论垂向还是横向，车辆系统的刚弹处理差异对振动的波动性等有着重要影响，其中，在构架振动特性中体现尤为明显，车体次之，而对轮对的影响最小。其次，不论垂向还是横向，从轮对到转向架构架再到车体，车辆系统自下而上的振动传递过程中，时域上，三者的振动加速度幅值大致呈现近似一个数量级的递减趋势;频域上，振动频率分布和功率谱密度值也同样呈现一个数量级的递减趋势。最后，弹性车辆系统各部件的振动频率分布范围和功率谱密度值明显高于刚性系统，且垂向明显高于横向;另外，列车在此工况运行下，结构模型发生弹性振动时所携带的能量与部件的主频振动能量相比极低。 本文对弹性车辆系统在时域和频域内振动及传递特征的研究有一定的创新性，多角度分析了高速列车的振动机理，具有实际意义。 |
| 作者： | 王珊珊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 任尊松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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