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高速列车车体和车下悬吊系统振动特性研究
| 论文题名： | 高速列车车体和车下悬吊系统振动特性研究 |
| 关键词： | 刚柔耦合;车下悬吊系统;振动特性;高速列车;动力学模型 |
| 摘要： | 我国高速铁路随着综合国力的提升而迅猛发展，以其快速便捷，大运载量，节能环保等优势彻底改变了人们交通出行方式。然而车体和车下设备的耦合振动恶化了车体乘坐舒适度的情况时有发生。本文对高速列车车体和车下设备振动特性进行了深入研究。 首先，采集某型车在京沪线上某区间线路试验数据，通过数据分析可得:当车体发生谐波振动时，车体和辅助变流器的振动主频都在同一范围内。振动幅值大小从辅助变流器、辅助变流器吊座、车体枕梁依次减小。 然后，建立了车辆刚柔耦合动力学模型，依次仿真分析了不同运营里程、轨道随机激励和侧风作用等对车体和车下悬吊系统振动特性的影响。 通过实测车轮踏面磨耗数据并结合刚柔耦合动力学模型仿真分析，在整个磨耗里程内考虑改变车下悬挂系统的刚度、阻尼比和质量等参数，计算不同参数下的车体和车下设备振动情况，从车体减振角度，最终确定车下悬吊系统的横向最优参数。 分析了武广轨道谱、京津轨道谱和德国低干扰谱及其对车体和车下设备的振动影响。仿真结果表明:高速运行时会同时引起车体的刚体和弹性模态振动，武广谱上的车体刚体运动和弹性振动振幅都大于其他线路，而悬吊系统垂向载荷和横向载荷在15Hz附近达到最大值。 通过模拟随机侧风风载作用于车体，仿真表明:在低速侧风作用下，车体横向加速度和悬吊系统横向载荷相对于无风时在低频范围内(0～8Hz)的明显增大许多。当风速增加时，车体横向振动在0～5Hz和15～20Hz的频域段增加明显，悬吊系统横向振动载荷主要在低频域增加明显。 最后，采用列车刚柔耦合动力学模型，通过在头车一位轮对上施加一定牵引或制动力矩，分析列车在牵引制动工况下车体和车下设备纵向振动的特性。仿真表明:在牵引末段和制动初期，车体中部纵向和横向的弹性振动在12Hz和20Hz附近存在一定的集中。当制动加速度增加到2m/s2时，纵向方面:车体的弹性振动幅值在25Hz左右明显增加，悬吊系统纵向载荷变化不大。 |
| 作者： | 匡成骁 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 曾京 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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