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考虑柔性轨道的高速客车动力学分析及振动控制研究
| 论文题名： | 考虑柔性轨道的高速客车动力学分析及振动控制研究 |
| 关键词： | 高速客车;动力学分析;振动控制;半主动悬挂;柔性轨道 |
| 摘要： | 近年来我国高速铁路技术得到了不断发展和创新，同时一些显著的车辆动力学问题也随之产生。考虑柔性轨道的高速客车动力学仿真分析能够较为准确地模拟出车辆在行驶过程中的轮轨间作用力、平稳性以及安全性等动力学指标。而为了在不同的线路条件与运行速度下提高高速客车的动力学性能，车辆半主动悬挂控制技术已经成为了改善车辆横向平稳性最为有效的手段之一。 本文以减小车体横向振动和增加安全可靠性为主要目的，全面分析了高速客车在采用不同悬挂方式时的动力学性能。全文研究内容主要包括以下几个方面: 利用多体动力学研究方法，以多刚体动力学和多柔体动力学理论作为研究基础，在多体动力学软件UM中建立了车辆-柔性轨道的刚-柔耦合动力学模型。 对比分析了车辆-刚性轨道耦合模型和车辆-柔性轨道耦合模型下的高速客车非线性临界速度、运行平稳性及车体的横向加速度、垂向加速度、脱轨系数、轮重减载率等曲线通过性能指标。结果表明:刚-柔耦合模型下的车辆非线性临界速度较低;垂向平稳性指标差异不大;横向平稳性指标差异在10％～19％之间;脱轨系数、轮重减载率等曲线通过能力指标差异在4％～39％之间。 说明了采用天棚阻尼控制策略的半主动悬挂原理以及基本思想，建立了UM和Matlab/Simulink联合仿真模型，分别分析了考虑柔性轨道与刚性轨道模型时半主动悬挂对于高速客车动力学性能的影响。仿真结果表明:分别考虑柔性轨道与刚性轨道模型，车辆在直线行驶时，车辆在采用天棚阻尼控制的半主动悬挂之后车体的横向平稳性指标分别降低了10.3％和9.7％;轮轨横向力最大值分别降低了31.2％和28.6％;轮轨垂向力最大值分别降低了11.5％和15.9％;轮轴横向力最大值分别降低了32.3％和14.7％。车辆在采用半主动悬挂之后的曲线通过能力与采用原被动悬挂相比也得到了提高。 |
| 作者： | 陈卓 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 丁旺才 |
| 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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