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地铁载客量检测及超载对车辆强度和振动影响研究
| 论文题名： | 地铁载客量检测及超载对车辆强度和振动影响研究 |
| 关键词： | 地铁载客量;检测技术;车辆强度;等效应力;振动特性;仿真分析 |
| 摘要： | 北京地铁1号线地铁列车长期处于超载状态，尤其在工作日早晚高峰时段超载现象尤为严重，而目前国内城市轨道交通尚没有一种很好的客流实时检测机制，这为客流预测、运营调度和乘客导向带来了诸多不便，且庞大的客流压力势必会对车辆各部件产生不利影响。寻求一种准确易行的载客量检测方法，进而研究载客量变化尤其是超载对车辆强度以及振动特性造成的影响，对列车运行安全具有重要意义。本文所用研究方法实践于北京地铁1号线，亦可应用于其他各条线路。 本文基于空气弹簧的载荷-内压曲线特性，通过连续测量空气弹簧内压的方法，获得了北京地铁1号线列车实时载客量，并对空簧内压波动情况进行了分析。对该列车同步进行了动应力和加速度测试，以试验数据为基础研究了载客量变化对车辆系统主要部件等效应力及振动特性的影响。然后从有限元仿真角度，研究了超载对构架及车体强度的影响。研究结果表明: 北京地铁1号线早晚高峰时段最大载客人数为387人，满载率达160％，处于严重超载状态。空簧内压波动动载荷大小主要受静载荷影响，但与线路状况也有一定关系，当载客量较小时空簧内压波动趋于剧烈，1号线复兴门至四惠东段路况要优于苹果园至复兴门段;列车处于超载状态下运行时，电机吊杆吊座以及齿轮箱吊座区域有部分测点等效应力偏大，构架上对载客量变化响应强烈的区域集中在电机吊座部位，牵引座、齿轮箱吊座以及轴箱弹簧定位座等部位也有个别测点响应较大;车辆系统主要部件振动方面，齿轮箱振动特性与系统其他部件振动规律不同。由轨面传来的各种随机激扰，通过轴箱悬挂及中央悬挂系统逐级衰减，最后传递至车体的振动很小，两级悬挂系统减振作用明显。车辆系统主要部件垂向振动主要是受轨道激扰等其他因素引起，与载客量多少关系不大;从有限元仿真角度来看，当载客量增加至严重超员后，构架静强度仍满足要求，但已出现某关键点疲劳强度不满足要求的情况;对车体而言，该车体静强度在列车严重超员时静强度仍能满足要求，且安全裕量较大。 |
| 作者： | 田清帅 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 任尊松 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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