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原文传递重载列车纵向动力学仿真研究

论文题名：	重载列车纵向动力学仿真研究
关键词：	重载列车;紧急制动;动力学仿真;缓钩装置
摘要：	重载铁路运输因其运能大、效率高、运输成本低而受到世界各国铁路的广泛重视。自从20世纪80年代国内修建了第一条电气化重载铁路——大秦线，重载运输在我国发展尤为迅速。但随着运输能力、列车载重、编组长度等的增加，车体和车钩缓冲器装置所承受的纵向载荷急剧增大，增大的纵向载荷不仅加剧了车体及车钩缓冲系统部件的直接损伤和在动载荷作用下的疲劳破坏，而且严重时会造成断钩或脱钩。　　针对上述问题，本文首先建立重载列车多质点纵向动力学模型及钩缓模型，主要包括列车纵向动力学模型、列车阻力计算模型、机车牵引制动模型、货车制动模型和车钩缓冲器模型；并分析了产生纵向冲动的原因以及影响纵向冲动的重要因素。　　其次，基于Simpack软件对长大列车编组的纵向动力学模型进行仿真，建立轨道车辆的铰接与力元模型。对列车纵向动力学模型的紧急制动工况进行仿真计算，其结果与试验结果基本一致。　　再次，对长大列车纵向动力学进行实时性计算研究，基于优化后的龙格库塔法和Newmark-β法的动力学解算方法，对比分析两种方法的优缺点并通过实例进行误差分析。基于优化后的四阶龙格库塔法，通过编程迭代计算出重载列车的车钩力，并将计算结果与Simpack仿真结果和试验进行比较和分析。　　最后，利用VC软件和优化后的Newmark-β法对车辆的钩缓模型进行仿真，开发出一套重载列车的仿真软件——列车纵向动力学计算系统。通过不同编组情况，实现列车在牵引、紧急制动两种工况下的车钩力实时计算和可视化显示，并根据案例仿真得到各缓钩装置的最大车钩力沿列车总长度的变化和分布情况，并对其结果进行分析和总结。
作者：	吴雄琼
专业：	动力工程
导师：	罗显光
授予学位：	硕士
授予学位单位：	湘潭大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文