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高速列车动力学分析与座椅舒适性设计的研究
| 论文题名： | 高速列车动力学分析与座椅舒适性设计的研究 |
| 关键词： | 高速列车;座椅舒适性;有限元模型;模态分析;动力学分析 |
| 摘要： | 高速列车作为高速铁路的核心运输装备，是现代技术的集中体现。它包括机械、电子、计算机、控制和材料等许多高新技术，代表了机车车辆技术的最高水平[14]。但动车组在我国投入运营的时间并不长，在国产化中也把主要精力都投入到了关系车辆的速度和安全的核心技术上。高速列车之所以区别于普通列车的根本原因在于其所处的特殊的动态环境，这就为铁路工作者提出了一系列的研究课题。国内对车体进行的分析一般仅限于强度和刚度的静态分析，在动态分析上起步较晚，对模块化铝合金车体中空型材在各种载荷下进行的模态分析、谱分析做的并不多。在将列车和座椅作为系统进行动力学分析，进而对座椅舒适性进行设计和研究方面还未曾做过。列车系统的动力学性能不仅直接关系到运行速度是否提高，而且影响到列车乘坐的舒适性和安全性。高速列车是主要以人为本的载体，因此列车的综合舒适性能就显得尤为重要。 本论文首先阐述了国内外对此课题的研究现状，介绍了CRH2-300型动车组的车体结构及参数。其次，论述了车体有限元模型建立的方法与步骤，并运用ANSYS软件对车体进行了建模及模态分析，求得了车体1～15阶的固有频率和振型;运用MATLAB软件对轨道谱进行了处理，运用ANSYS软件对车体进行了谱分析，得出车体地板各个位置的振动特性;运用PRO/E三维软件对座椅底架进行了建模和座椅外形设计，并将座椅底架模型导入ANSYS中进行模态分析和谱分析，得出底架不同位置的振动特性。最后，针对高速列车地板和座椅底架的不同位置的振动特性，运用振动学、数学、生理及心理学等多学科的理论知识来进行相关的分析，将车体与座椅底架组成一个系统，分析振动对乘客乘坐舒适性的影响，并对座椅进行了综合设计，对整车乘坐舒适性进行了评价。 通过本论文的研究，探明了车体地板在特定工况下各个不同位置的振动特性，在此基础上提出了座椅综合尺寸参数，为今后座椅的研究工作提供了方向。 |
| 作者： | 王兴超 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 宋桂秋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东北大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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