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直线电机地铁三维空间耦合动力学仿真与线形参数研究
| 论文题名： | 直线电机地铁三维空间耦合动力学仿真与线形参数研究 |
| 关键词： | 直线电机地铁;线路设计;三维空间;耦合动力学;平面线形参数 |
| 摘要： | 直线电机地铁采用直线电机牵引、轮轨系统支承导向，具有选线灵活、节约建设成本等优点，在城轨交通迅速发展的当代，已被越来越多的国家所采用。 传统的直线电机地铁线路动力学研究侧重于单节车辆的横、垂向振动耦合，不考虑车辆间的动态相互作用，无法研究牵引、制动工况对列车动力响应的影响。直线电机地铁在列车编组数量、电机牵引特性、动车与拖车编组等方面均有别于普通地铁，因此对其纵向动力特性进行研究具有重要的意义。本文通过设置简化的钩缓装置实现多节车辆编组，通过增加牵引工况、动车与拖车编组等纵向动力学因素，开展直线电机列车-线路三维空间耦合动力学研究，为我国直线电机地铁列车-线路动力学研究的进一步发展提供借鉴;计算分析不同平面线形参数匹配下列车和电机的动力响应，对线路设计规范的完善提供参考。本文研究内容及主要结论如下: (1)建立单节直线电机车辆-线路动力学模型和3节、4节、5节、7节编组的直线电机列车-线路动力学模型，列车模型设有简化的钩缓装置并可实现变速运行。 (2)仿真计算4节编组列车在通过具有轨道不平顺激励的曲线段时的动态响应，分析列车中各节车辆之间的动力学性能和直线电机振动特性差异。分析表明，由于头车与尾车所受的车钩约束较小，前后两端车辆的运行平稳性和安全性较中部车辆差。 (3)仿真计算单节车辆和3节、4节、5节、7节编组列车在匀速通过具有轨道不平顺激励的曲线线路时的动态响应，分析总结编组数量对列车动力性能和直线电机振动特性的影响。分析表明，提高编组数量可一定程度上提高列车的整体动力学性能。 (4)仿真计算列车变速通过直线和曲线线路时的动力响应，并计算分析设置有拖车的直线电机列车的动力学特性。分析表明，加速度的改变会对列车运行产生影响，动车在变速工况下的各项动力学指标普遍差于拖车。 (5)仿真计算不同平面线形参数匹配条件下4节编组列车的动力响应特性，分析圆曲线半径、超高、缓和曲线长度和运行速度对列车和直线电机动力响应的影响。经分析发现:仿真结果确定的各项线路设计参数选取范围大于规范允许范围，计算结果为直线电机地铁线路设计规范的完善提供参考。 |
| 作者： | 王潇 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 魏庆朝 |
| 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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