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胶轮导轨电车车辆动力学性能研究
| 论文题名： | 胶轮导轨电车车辆动力学性能研究 |
| 关键词： | 胶轮导轨电车;车辆动力学;橡胶车轮;动力导向装置 |
| 摘要： | 随着城市的快速发展，机动车数量的急剧增加导致城市交通压力增大，单凭传统的路面交通模式已经不能满足人们的出行需求，迫使城市的交通系统建设趋向分层化、多样化的发展模式。目前，地铁、轻轨和快速公交成为缓解城市交通压力的主要工具。地铁、轻轨系统运能大，但建设、运行和维修费用高，不适用于人口流量低的区域。快速公交建设总投资小，但其运能较低，不能满足人流量较高的区域。因此，现代有轨电车作为介于快速公交和轻轨、地铁间的中低运量的新型轨道交通车辆，同时其建设总投资较小，更适合在城市中运行。由于钢轮—钢轨式电车的轮轨间会产生振动、噪音，给城市居住人群带来困扰，因此学者们在其基础上研制出胶轮导轨式电车。与钢轮—钢轨式电车相比，胶轮导轨电车具有车辆振动较小，乘坐舒适性高;曲线通过能力强，无需拆建路线周围的建筑;爬坡能力强等优点，受到越来越多城市的青睐。 论文首先介绍了城市有轨电车的发展历史和应用情况，并对两种不同模式的现代有轨电车进行对比，特别是车辆转向架的结构、相邻车辆间的铰接方式、动力、非动力导向装置的导向原理。其次分析橡胶车轮的受力情况，并建立橡胶车轮的径向振动模型和侧向振动模型。建模过程中，考虑了橡胶车轮纵向滑移对轮胎受力情况的影响。根据钢轮—钢轨式车辆动力学分析理论，分析了胶轮导轨电车车辆系统的受力情况，列出相关车辆动力学微分方程，主要针对车辆头车车体、中间车体和非动力转向架。利用多体动力学软件SIMPACK建立胶轮导轨电车的动力学仿真模型，并在建模过程中对次要因素进行了简化。同时，根据汽车动力学标准和钢轮—钢轨式车辆动力学标准，制定了胶轮导轨电车的相关动力学标准。接下来对胶轮导轨电车动力转向架中导向装置结构进行了详细研究，通过建立导向装置的数学模型和动力学仿真模型检验导向装置结构的合理性，使左、右橡胶车轮间的转角关系满足Ackerman定理。最后，分析了胶轮导轨电车在正常工况下、冰雪工况下和爆胎工况下车辆的动力学性能。结果表明，正常工况下车辆具有良好的运行平顺性和曲线通过性能。冰雪工况时，车辆运行平顺性指标与正常工况下相差不大;车辆通过曲线时，不同车体的侧倾角度都有明显增大，但未超过限定值;橡胶车轮的侧偏角也明显增大，甚至超过极限值，出现侧滑现象，应适当降低车速行驶。爆胎工况时，车辆以35km/h速度运行时其运行平顺性能良好。 |
| 作者： | 夏迎旭 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 李芾 |
| 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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