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四模块虚拟轨道列车行驶稳定性及平顺性仿真研究
| 论文题名： | 四模块虚拟轨道列车行驶稳定性及平顺性仿真研究 |
| 关键词： | 虚拟轨道列车;行驶稳定性;行驶平顺性;多轴转向控制;动力学模型 |
| 摘要： | 虚拟轨道列车是为缓解城市交通压力，提高运输效率而研发的一种新型轨道交通工具，一般设计为3~5节编组，结构与铰接客车以及汽车列车相似。四模块虚拟轨道列车最高设计车速为80km/h，由两辆牵引车、两节挂车组成，整车长度约为35m，自由度较多，在行驶过程中可能会出现甩尾、横摆、折叠等不稳定现象，影响车辆行驶稳定性和平顺性。因此，研究四模块虚拟轨道列车的行驶稳定性和平顺性，对保证列车安全运行和后续优化设计工作具有非常重要的意义。 本文基于UM动力学软件，建立四模块虚拟轨道列车的悬架、转向、车身、铰接盘等子系统模型，进而搭建整车动力学模型。建立基于运动学的多轴转向控制策略，通过与UM动力学模型联合仿真，控制虚拟轨道列车进行全轮转向。为验证转向策略的有效性，进行圆曲线循迹仿真，结果表明，该多轴转向策可有效提高车辆的转向行驶性能。 本文借鉴汽车、铰接客车、汽车列车等试验标准，对四模块虚拟轨道列车进行行驶稳定性和平顺性仿真分析。行驶稳定性分析主要包括直线行驶、单车道变换和角阶跃输入试验仿真分析。根据直线行驶仿真，匹配优化各速度下的铰接盘阻尼，提高列车的直线行驶稳定性。由于列车在较高速度下进行转向试验，整车失稳现象严重，故本次只分析在中（40km/h）、低（20km/h）速度下列车进行单车道变换和角阶跃输入试验的行驶稳定性。由仿真结果可知，在低速状态下，列车避障能力和转向行驶稳定性良好；在中速状态下，列车完成转向试验后，短时间无法迅速恢复稳定行驶状态，行驶稳定性有待进一步提高。 基于现有条件对空载低速状态下的列车进行了平顺性道路试验，通过试验与仿真结果对比，验证了动力学模型的精确性。利用动力学模型进行了不同速度下的随机路面输入和脉冲路面输入平顺性仿真分析，根据列车各速度下的平顺性仿真结果可知，列车平顺性良好。 |
| 作者： | 何东 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 孙树磊;胡久强 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西华大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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