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高速列车转向架二系悬挂磁流变减振器研究
| 论文题名： | 高速列车转向架二系悬挂磁流变减振器研究 |
| 关键词： | 高速列车;转向架;二系悬挂;磁流变减振器;动力学性能 |
| 摘要： | 近年来，我国铁路行业飞速发展，高速列车行驶速度也在不断提高。行驶速度的提高会导致列车在直线轨道蛇行失稳，所以高速列车在二系悬挂中装有抗蛇行减振器。要想提高列车行驶速度，就需要增大抗蛇行减振器的阻尼力，但是纵向阻尼过大，会影响列车曲线通过时的安全性能。因此，横向稳定性和曲线通过性能之间的矛盾是列车提速过程中亟待解决的问题。然而传统的恒定抗蛇行减振器阻尼值无法解决横向稳定性和曲线通过性能之间的矛盾。磁流变减振器具有阻尼值可调节的特性，因此可以采用抗蛇行磁流变减振器来解决上述矛盾。本文对高速列车二系悬挂抗蛇行磁流变减振器进行了研究。 采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速列车动力学模型，设置不同的线路工况，并在SIMPACK中进行仿真分析，分析不同工况下的列车动力学性能，得到不同线路工况下抗蛇行减振器最佳阻尼值，由此确定磁流变减振器的阻尼力变化范围。 确定磁流变减振器的工作模式为流动剪切混合模式。根据该模式磁流变减振器的阻尼力计算公式及确定的阻尼力范围，设计了减振器的磁路结构参数。对该磁流变减振器磁路结构利用ANSYS进行了电磁场分析及磁路优化。 为了使磁流变减振器阻尼值能够根据列车实际运行情况进行实时调节，把半主动控制应用到列车悬挂系统中，需要对抗蛇行减振器进行变阻尼半主动控制。本文提出了一种可切换模糊半主动控制，以车内地板中心垂向位移为控制算法切换指标，自动调节抗蛇行减振器阻尼，使得列车在直线轨道运行时，取得较高的阻尼值，提高列车的临界速度;通过曲线时，切换成较低的阻尼值，保证列车的曲线通过性能;且在直线与曲线线路上分别使用模糊控制，进一步调整减振器阻尼，使得列车运行性能更优。 通过建立SIMPACK-MATLAB联合仿真模型，分析结果表明，可切换模糊半主动控制可以大大提高列车横向平稳性，提高列车的曲线通过性能，并且可以更好地适应不同曲线半径的线路。有效解决了高速列车提速过程中面临的横向稳定性和曲线通过性能之间的矛盾。 |
| 作者： | 张坤 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘志明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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