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四轴轨道加载车垂向动力学优化及恒载控制研究
| 论文题名： | 四轴轨道加载车垂向动力学优化及恒载控制研究 |
| 关键词： | 四轴轨道加载车;轮重减载率;PI控制;倾覆系数;动力学性能;恒载控制研;垂向性能 |
| 摘要： | 我国铁路事业正向着高速、重载的方向迅速发展，对线路工程的要求也越来越高，从以前仅对线路进行理论研究，到今天将线路实体工程作为研究对象，开展线路工程子系统中实体线路的系统试验研究，因此，轨道加载车成为其中必不可少的试验设备。目前有不少国家都研制了轨道加载设备，我国也于2011年新研制了六轴轨道加载车。迄今为止，运用的轨道加载车都是四轴的，因此，很有必要对四轴轨道加载车进行动力学研究，分析在我国轨道上四轴轨道加载车的运行情况，这对于我国新研制的六轴轨道加载车具有一定的借鉴意义。本文对四轴轨道加载车进行动力学优化分析和垂向恒载控制研究，进一步考察定点加载工况下四轴轨道加载车的安全性。 首先针对四轴轨道加载车初步分析中，最大轮重减载率已超出我国标准的情况，对影响垂向性能的参数进行动力学优化分析，得到一、二系悬挂的参数范围，使得最大轮重减载率降低至合格范围，加载车各项性能指标均能满足标准要求。 然后为了分析轨道不平顺对四轴轨道加载车加载性能的影响，本文建立了垂向作动器动力学模型，利用仿真软件进行“动力学-PI控制”联合仿真，分析了在直线上施加垂向荷载时，作动器不同刚度、轨道周期不平顺和随机不平顺对加载车加载力的影响。结果显示作动器采用软刚度可以提高加载力稳定性；轨道周期高频激扰对加载车垂向加载力稳定性和垂向平稳性指标影响较大；中长波不平顺对加载力稳定性和动力学性能影响较小，但是较大幅值的中长波轨道激励对加载力稳定性的影响不能忽视，20m波长对加载力稳定性的影响很大。在具有较差不平顺的直线上对加载车垂向加载力进行PI控制后，能有效保证垂向加载力的恒定，计算表明有无控制对移动加载车动力学性能指标影响不大。 最后对加载车进行了定点加载倾覆安全性分析，所有定点加载工况的倾覆系数均小于0.8，满足标准要求。定点加载时，不管是在直线还是在曲线上，随着动载频率的增大，幅值的降低，倾覆系数呈减小趋势，且垂向静载比动载对倾覆系数的影响更大。 通过计算分析，优化后的四轴轨道加载车各项性能指标均能满足标准要求，定点加载工况倾覆安全性也在合格范围内，对垂向加载力进行PI控制后，能有效保证加载力的稳定。 |
| 作者： | 宋昊 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗赟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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