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列车垂向振动数值分析及其电路仿真
| 论文题名： | 列车垂向振动数值分析及其电路仿真 |
| 关键词： | 列车垂向振动;数值分析;电路仿真 |
| 摘要： | 列车垂向振动直接影响车辆运行的平稳性及安全性。随着列车车速的提高及载重量的不断加大，轮轨间发生碰撞产生的作用力急剧增加，导致垂向发生剧烈振动，严重影响列车的运行品质。通常研究列车垂向振动特性的方法为实验模拟法和数值仿真法。实验模拟法需要大量时间成本和装备成本，并不是一种经济性选择;数值仿真法能够高效、安全、低成本的获得车辆和轨道的振动响应，但是数值仿真法受制于计算机运行速度，仿真时间较长，而且在仿真后的具体实验中受到多方面约束。伴随着电路仿真理论及应用的快速发展，它的仿真优势逐渐被人们意识到，例如设计难度低、仿真速度快、仿真过程直观便于操作等。因此，本文选用电路仿真法研究列车的垂向振动，研究内容为以下几个方面: (1)建立车辆垂向振动三自由度简化模型及车辆垂向振动统一模型，前者在后者的基础上简化而来。在上述两种模型中，轮对与转向架之间由一系悬挂装置连接，转向架与车体之间由二系悬挂装置连接，悬挂装置由弹簧、阻尼系统构成。模型的建立包括物理模型及数学模型，二者具有一一对应关系。 (2)论述轨道不平顺法在车辆垂向振动系统中的应用，通过谐波不平顺的叠加确定轮轨间不平顺输入，进而确定轮对的垂向位移。分别对简化模型及统一模型运用MATLAB/SIMULINK软件建立数值仿真模型，通过数值求解得到轮对、转向架、车体的位移、速度、加速度时域图及数值。获取的时域图及数值作为电路仿真的评价指标。 (3)在电路仿真软件MULTISIM中设计电路，运用简单的电子元器件如电阻、电容等，实现电路的数学模型与简化模型及统一模型的数学表达式一致。接着对两种模型进行电路仿真，得出轮对、转向架、车体的位移、速度、加速度时域图及数值。通过对比，数值仿真与电路仿真在时域图的波形及数值上一致。电路仿真的实现为研究车辆轨道系统动力学提供了一种参考。 |
| 作者： | 包发毅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 汪诤 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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