原文传递
气动载荷下高速列车动力学性能及参数优化研究
| 论文题名： | 气动载荷下高速列车动力学性能及参数优化研究 |
| 关键词： | 气动载荷;高速列车;动力学性能;声屏障;刚柔耦合 |
| 摘要： | 随着高速列车运行速度的提高，列车受到气流的影响加剧，列车的动力学响应更加剧烈;而且车体周围的列车风作用更加明显，从而对轨道旁边的设施气动作用增大，导致其结构动力学响应影响加剧，因此对于气动载荷下的高速列车动力学特性进行研究和优化是非常必要的。 本文基于计算流体力学和列车多体系统动力学理论，通过利用多体动力学软件ADAMS和SIMPACK、流体力学计算软件FLUENT和多目标优化设计软件ISIGHT，对气动载荷作用下的列车动力学特性、动力学参数的设计和多目标优化进行研究，主要工作包括: 1.列车通过声屏障的动力学特性研究。基于空气动力学和多体系统动力学，研究列车通过声屏障时声屏障测点的压力分布特性及其瞬态结构响应特性，并分析横风工况下列车的气动载荷特性和动力学响应特性。研究表明:声屏障的最大变形发生在弧板底部的中间区域，最大应力发生在声屏障的底部角钢桁架与支座的连接位置;当列车进入和驶出声屏障的瞬间，列车的气动载荷、车体振动加速度和安全性指标均发生较大的突变。 2.横风下列车在不同高度的桥梁上交会的动力学特性研究。建立了列车不同高度桥梁上交会的空气动力学计算模型，对列车在横风下交会时的动力学性能进行数值仿真分析。结果表明，当监测点的风速一定，在桥梁高度较低时，随着桥梁高度的增加，列车的气动载荷最大幅值和安全指标最大幅值均有所减小;当桥梁高度大于15m时，在一定的范围内，随着桥梁高度的升高，列车的气动性能和动力学性能基本保持不变。 3.气动载荷下对车体结构进行刚柔耦合动力学特性分析。采用子结构法将弹性车体导入SIMPACK，研究了刚柔耦合动力学模型和多刚体模型的动力学响应的差异。研究表明:在气动载荷作用下，弹性车体的质心位移稍大于刚性车体，且弹性车体的质心和心盘处的振动加速度均高于刚性车体。 4.气动载荷下的高速列车动力学参数多目标优化。通过ADAMS和ISIGHT的联合仿真，采用多目标遗传算法对高速列车在横风下以及在交会时的安全性指标进行多目标优化，得到Pareto前沿最优解，确定各动力学参数的最优解集区间。 |
| 作者： | 翟建平 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 张继业 |
| 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 |
检索历史
应用推荐
