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直线电机地铁车辆轨道扣件系统刚度取值研究
| 论文题名： | 直线电机地铁车辆轨道扣件系统刚度取值研究 |
| 关键词： | 地铁线路;扣件系统;刚度取值;振动能量;动力学指标 |
| 摘要： | 采用直线电机车辆的地铁线路在运用中一直存在较大的振动噪声问题，通过采用减振扣件缓解其噪声和振动成为主要途径之一。扣件是钢轨与轨枕或其他轨下基础的重要连接件，扣件刚度是影响轨道刚度的重要因素。本文基于某直线电机地铁车辆的实际结构，建立了包括弹性轨道模型的车辆系统动力学模型;通过研究轨道刚度计算理论，确定扣件的刚度对轨道总体刚度的影响。通过动力学时域仿真，分析研究扣件系统横向和垂向刚度对车辆-轨道系统四个部分（车体、转向架、轮对和轨枕）振动能量和系统各动力学指标的影响，利用时域能量分析和动力学指标优化，研究扣件系统合理横向和垂向刚度取值。本文的主要研究内容如下: 1)通过时域时域能量分析方法，研究在不同速度下，扣件系统横向和垂向刚度的变化，对直线电机地铁车辆-轨道系统中车体、转向架、轮对和轨枕振动能量的影响;按照避开峰值和任一部件振动能量最大值的原则，以及尽可能使得四部分各自的振动能量最小的原则，分析得到扣件系统合理横向刚度取值应≥30MN/m且在允许的范围内尽可能大，扣件系统合理垂向刚度取值为30MN/m左右。 2)研究不同扣件系统横向和垂向刚度对系统动力学指标的影响，结果表明系统各项动力学指标中，轨枕横向振动位移对扣件系统横向刚度的敏感性最强，轮对横向振动加速度、轮轨横向力、构架横向振动加速度和轨枕横向振动加速度对扣件系统横向刚度的敏感度也相对较高。故在确定直线电机地铁车辆-轨道耦合系统扣件横向合理刚度值时，可取这些敏感指标来评判。按动力学指标优化方法找出的扣件系统横向刚度建议值为50MN/m左右。而对于扣件系统垂向刚度而言，车辆-轨道各项动力学指标中，轨枕垂向振动位移对扣件系统垂向刚度的敏感性最强，轮对垂振动加速度、构架垂向振动加速度、轮轨垂向力和轨枕垂向振动加速度对扣件系统垂向刚度的敏感度也相对较高。故可取这些敏感指标来评判扣件垂向合理刚度值。结果表明建议的扣件系统垂向刚度取值在40MN/m左右。 综合时域能量分析方法和动力学指标优化方法所找出的建议扣件系统刚度值，可得扣件系统横向刚度合理取值范围是50～60MN/m。扣件系统垂向刚度合理取值范围是30～40MN/m。更精确的合理刚度取值还需要进一步的计算并现场试验加以验证。且在不同的车辆运行速度下，本文得出的扣件系统刚度建议值同样适用。 |
| 作者： | 何晓敏 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗世辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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