详情

原文传递铁道车辆刚柔耦合系统振动研究

论文题名：	铁道车辆刚柔耦合系统振动研究
关键词：	铁路罐车;车辆-轨道系统;弹性振动;离心力;动力学性能
摘要：	随着动车组运行速度的提高，车辆-轨道系统相互作用加剧，轨道激扰频率提高，车辆结构振动响应激增，对运动稳定性和运行平稳性提出了更高的要求。货运车辆轴重大且运行线路条件差，因此其轮轨动作用力显著，由于罐车会装载液体，货物的相对运动会影响车辆运行安全性。本文基于柔性多体系统动力理论研究铁道车辆刚柔耦合系统振动问题，围绕动车组的车体弹性及其与车下设备的耦合振动、铁路罐车的罐体弹性及其内部液体晃动行为展开研究，主要工作如下: 　　(1)以抑制动车组车体的弹性振动为目标，提出车下设备布置、悬挂参数优选和模态匹配的建议，分析悬挂参数对结构自身振动和车辆系统动力学性能的影响规律;研究橡胶元件的非线性动态特性建模方法，采用试验数据来拟合模型参数，通过实验室台架试验和线路跟踪试验验证仿真结果。　　(2)推导柔性体受离心力作用的表达式，与刚体受离心力作用进行对比;以旋转梁受离心力作用为例，研究了柔性体在不同边界条件和运动约束条件下的离心力差异，给出柔性体变形和离心力之间的相互影响关系。　　(3)基于浮动节点坐标的柔性多体系统描述方法，研究了铁路罐车的罐体弹性变形，并集成到罐车多刚体系统动力学模型中，研究了罐体弹性及罐体厚度对轮轨接触、车轮磨耗、运动稳定性、曲线通过平衡速度和安全性等动力学性能的影响。　　(4)提出基于绝对节点坐标和浮动节点坐标理论的液体晃动研究方法，考虑液体内部粘性力、体积不可压约束、表面张力和运动约束等，建立液体运动方程并组建系统运动微分-代数方程组，通过液体滴落地面、矩形和罐体容器内的液体晃动等算例验证方法可行性。建立液体与罐体接触作用模型，定义液体与罐体接触关系和液体几何构型，并集成到罐车多体系统动力学模型中，分析液体晃动对车辆系统惯量变化、轮轨力、运动稳定性等动力学性能的影响。
作者：	石怀龙
专业：	载运工具运用工程
导师：	邬平波
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文