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轴悬式直线电机地铁车辆振动特性研究
| 论文题名： | 轴悬式直线电机地铁车辆振动特性研究 |
| 关键词： | 直线电机;地铁车辆;悬挂振动特性;动力学特征 |
| 摘要： | 基于直线电机的众多优势，直线电机地铁系统在一些地形复杂的城市线路上得到越来越广泛的应用。直线电机有多种类型，其中庞巴迪公司创新设计的轴悬式直线电机在我国广州地铁四、五号线上得到采用，但由于该车辆直线电机在转向架的三向定位采用了杆系实现，其振动特性与转向架其他部件的耦合关系较为复杂，在实际运用中转向架的振动比预期的要大，针对该型车辆的结构和运用中产生的现象，其动力学方面的研究尚未深入，且它的电机悬挂与传统地铁车辆相比有很大的区别，因此对其进行研究十分必要。 本文以广州地铁上采用的庞巴迪轴悬式直线电机车辆为例，使用SIMPACK动力学仿真软件建立了整车动力学计算模型，以时间激励和轨道不平顺作为输入激励，研究了直线电机与车体频率响应函数及对转向架动力学特性的影响。并且通过分析该型车辆的振动试验数据，分析不同速度工况下直线电机车辆车体、转向架、轴箱及吊杆等重要部件的加速度PSD图，结果表明在起动、提速、恒速段调速、制动阶段等速度发生变化时，各部件的冲击较大，且振动频率成份中以30Hz以上的高频为主，低频率的振动模态表现不突出。另一方面通过仿真分析对直线电机悬挂系统振动特性及其对转向架和轮轨作用的影响进行了研究，研究表明直线电机悬挂在40Hz左右的特征频率是不可避免的，且垂向与横向存在耦合，相对传统形式的转向架，该车辆20Hz以下的轮轨动态作用关系是相近的。在40Hz左右的特征振动对轮轨垂向力影响显著，但横向力的影响与传统转向架类似，这一结论对进一步完善转向架的优化设计提供了依据。最后按照国标和UIC标准对该型车辆的动力学性能进行了评价，结果表明当各部件的振动状态正常时，车辆拥有较好的稳定性、平稳性和曲线通过能力，但要保持各部件的振动状态需要尽可能地使直线电机的悬挂振动特性与转向架振动特征解耦。 |
| 作者： | 孙照刚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 罗世辉 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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