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H-Bahn车辆转向架设计与研究
| 论文题名： | H-Bahn车辆转向架设计与研究 |
| 关键词： | 空中轨道列车;转向架;结构设计 |
| 摘要： | H-bahn（hanging railway）是一种源于德国的悬挂式无人驾驶的公共单轨交通系统，具有轻型、中等速度、中等运量等特点。H-bahn车辆转向架置于底部开槽的箱型轨道梁内，承担车辆的驱动、制动、导向、减振、悬吊等功能。在我国逐渐引入H-bahn轨道交通技术的背景下，对于H-bahn车辆转向架的具体结构、运行机理和车辆的动力学性能评价需要进行深入研究。 本研究从悬挂式单轨车辆的功能需求和轨道梁结构出发，对H-bahn车辆进行了转向架各个子系统的设计。通过车辆的静力学分析和动力学分析，优选合适的悬挂系统刚度阻尼参数改善车辆的动力学性能。具体从以下几个方面开展研究： 首先，确定转向架构架、一系悬挂系统、二系悬挂系统、梯形悬吊机构、冷却系统等的设计方案，对转向架总成进行详细设计。 其次，在结构几何分析的基础上，运用牛顿第二定律、刚体定轴转动定律以及非惯性系中的质点运动相关理论，建立车辆静力学的数学分析模型、车辆十自由度垂向动力学和横摆侧滚横向动力学的数学分析模型。 再次，针对静力学模型的非线性方程组，求解得到用于表征曲线通过性的车体侧滚角、导向轮径向力和轮重减载率参数。利用S-函数对动力学模型中的动态方程组进行求解，并对加速度进行处理，得到评价运行平稳性的Sperling指标。 最后，研究悬挂系统的刚度阻尼参数对车辆运行平稳性的影响，并在分析区间内进行参数的优选，保证车辆垂向与横向平稳性指标在2.5以下；同时车辆满足曲线通过性评价指标，保证曲线通过时导向轮最小径向力大于0，车体侧滚角低于5°。 本文创新点：①从系统结构设计需求出发，设计二系横向减振器、电机及控制器的水冷装置以及在驱动桥上方布置一系悬挂的减振器、螺旋弹簧装置，改善车辆的横向平稳性、散热能力以及减少空间占位；②从理论角度出发，分析空气弹簧回正力矩、轮胎侧偏力、轮胎回正力矩、车体横向力和转向架侧滚力矩对八个导向轮导向力的增减作用，并建立导向轮径向力的数学-力学分析模型。 |
| 作者： | 张兴宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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