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轨道不平顺对地铁车辆动力学性能的影响分析
| 论文题名： | 轨道不平顺对地铁车辆动力学性能的影响分析 |
| 关键词： | 地铁车辆;轨道不平顺;动力学性能;直线电机;数值模拟 |
| 摘要： | 轨道不平顺是使车辆产生振动的一个主要的外部激励，轨道局部不平顺则会引起机车车辆产生强烈的瞬时振动。在车辆的动力学仿真计算中，轨道激励是车辆系统不可或缺的外部激励。本文的研究对象是广州5号线直线电机地铁车辆，它是将直线感应电机作为驱动电机，车辆在运行过程中经常在高架桥上行驶，线路会出现交点型轨道局部不平顺和隆起型轨道局部不平顺，这二者都会引起车辆很大的瞬时响应，需要特别关注。本文对轨道随机不平顺和轨道局部不平顺进行了数值模拟，并分析研究了轨道不平顺对直线电机地铁车辆动力学性能的影响。 论文首先介绍了直线电机地铁车辆的发展历程和相关特点，对轨道不平顺以及轨道局部不平顺进行了概述。本文将频域的轨道不平顺转化为时域的轨道不平顺，根据离散傅里叶变换法，应用MATLAB软件模拟了美国5级轨道谱;同时也模拟了交点型和隆起型轨道局部不平顺。由此得到了轨道随机不平顺和轨道局部不平顺的组合样本。组合样本既考虑了车辆运行时的轨道随机不平顺，也考虑了线路在特定结构处的轨道局部不平顺，能较好的反映运行中桥梁、桥墩处轨道出现的轨道不平顺。 仿真计算分析应用的是SIMPACK多体动力学软件，建立了广州5号线直线电机地铁车辆的动力学计算模型。首先计算比较分析了美国6级轨道谱和美国5级谱两种输入情况下的车辆的动力学性能，计算结果表明:车辆的直线运行、曲线通过动力学指标满足GB5599-85《铁道车辆动力学性能评定和试验鉴定规范》的规定。分析了车辆系统垂向振动的敏感频率。然后进行了轨道随机不平顺和轨道局部不平顺（交点型和隆起型）的组合样本作为输入激励下车辆的动力学性能的研究，分析了不同波数下轮轨间作用力、脱轨系数、轮重减载率、构架和车体的动态响应，计算结果表明:直线运行中，考虑轨道局部不平顺，会使车辆的动力学指标恶化，并且波数越多各项动力学指标恶化的越严重;且轨道随机不平顺和轨道局部不平顺的组合样本轨道激励对轮轨间作用力、脱轨系数和轮重减载率的影响最大，对构架的影响次之，对车体的影响最小。 |
| 作者： | 王伟 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘建新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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