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原文传递高速车辆转向架稳定性机理研究

论文题名：	高速车辆转向架稳定性机理研究
关键词：	高速车辆;转向架;稳定性机理;抗蛇行减振器
摘要：	铁路运输凭借其运量大、能耗少、速度快、成本低等优势，对促进国民经济发展起到了举足轻重的作用。自世界第一条铁路建成，铁路运输一直备受各国关注，且不断投入人力、财力和物力，促进本国铁路运输事业的发展。　　随着车辆运行速度的不断提高，动态环境恶化，车辆的运行性能产生了不同程度的恶化，其中横向运动稳定性就是其中最为重要的一个问题，它涉及车辆临界速度的确定。蛇行运动作为高速列车发生的最为普遍的现象，是横向运动稳定性问题的典型。当车辆的运行速度大于车辆的临界速度时，蛇行运动随即发生。剧烈的蛇行会加剧轮轨间的相互作用，产生轮轨磨耗磨损，严重的甚至会引发脱轨事故。　　如何确定和提高车辆的临界速度，国内外学者已经做了大量的研究。车辆系统临界速度的影响因素很多，如车辆结构、轨道结构、轮轨接触状态等。但是某一参数具体怎样影响系统的临界速度则少有研究。　　由于轮轨之间的自旋蠕滑，系统的运动方程式中出现了一个反对称的陀螺矩阵，陀螺力如何影响系统稳定性也少有研究。　　所以本文基于稳定性的各种理论，建立车辆转向架的运动方程，从转向架结构出发，寻找影响转向架稳定性的根本原因以及陀螺力对转向架稳定性的影响，主要工作有: 　　(1)分析了国内稳定性研究的相关理论，总结出稳定性理论在车辆系统上的研究成果和应用，对车辆系统运动稳定性的研究有个基本认识。　　(2)介绍多参数力学系统及其特征，对完整力学系统进行了分析，阐述了完整力学系统的建模方法和基本原理，了解其方程的各个组成部分，介绍了完整力学系统的两个稳定性判据，针对系统中存在的陀螺项，得到了陀螺力稳定性相关理论，并定义了系统的稳定性系数和陀螺力贡献率。　　(3)采用牛顿——欧拉法，推导了转向架的横向运动方程，将其写成完整力学系统的标准方程形式，运用Seyranian提出的极值不等式判据推导出转向架的临界速度公式。　　(4)分析转向架临界速度的影响因素和影响程度以及各参数对陀螺力贡献率的影响，采用Seyranian极值不等式判据分析陀螺力如何影响系统的稳定性。　　(5)对基于Maxwell模型的抗蛇行减振器进行分析，深入了解抗蛇行节点刚度和阻尼对系统临界速度的影响，对减振器工作原理进行分析。　　(6)根据完整力学的标准方程，分析能量的输入输出，研究转向架横向自激振动机理。
作者：	代忠美
专业：	载运工具运用工程
导师：	戴焕云
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文