详情

原文传递固定辙叉轮轨关系优化及动力学仿真分析研究

论文题名：	固定辙叉轮轨关系优化及动力学仿真分析研究
关键词：	固定辙叉;轮轨接触关系;结构优化;动力学;仿真分析
摘要：	固定辙叉的结构不平顺是影响列车过岔速度和限制其使用范围的最根本因素，合理优化固定辙叉结构来改善其轮轨接触关系，有利于提高列车过岔时的平稳性和安全性，以及固定辙叉的结构稳定性。本文基于道岔区轮轨接触几何关系理论以及轮轨系统动力学理论，对固定辙叉结构优化及动力学评估等进行了一系列研究，主要内容分为以下几个方面: 　　1.固定辙叉轮轨接触几何关系计算方法的建立及程序验证　　基于区间线路轮轨接触几何关系理论，提出了固定辙叉区轮轨静态接触关系的算法，并完成了该算法的软件实现。该算法借助于自动提取CAD中坐标点的应用项，把固定辙叉转化为CAD空间曲线，再由空间曲线分析其轮轨接触关系，保证了该程序的可靠性;通过辙叉区轮轨接触点现场测试，进一步验证了该程序的实用性和可行性。　　2.车辆—固定辙叉式道岔动力耦合模型的建立及求解　　基于轮轨系统动力学理论，通过对固定辙叉式道岔结构进行合理的模型化处理，建立了“车辆—固定辙叉道岔”空间耦合系统振动模型，推导了相应的振动方程，编制了相应的仿真分析计算程序，可重点分析固定辙叉结构设计参数及结构不平顺对轮轨动力特性的影响，为深入研究固定辙叉轮轨关系优化设计奠定了基础。　　3.固定辙叉静态轮轨接触几何关系的分析　　运用自编固定辙叉静态轮轨接触几何关系计算程序，模拟计算了60kg/m钢轨12号提速道岔固定辙叉区轮轨接触几何参数的变化规律，包括:轮对无横移量和摇头时，沿辙叉纵向的轮轨接触情况;轮对在不同横移量情况下，各关键断面处的轮轨接触特点;以及轮对在不同横移量下，沿辙叉纵向的轮轨接触参数变化情况。通过分析比较上述情况下轮轨接触参数的变化特点，可以初步了解固定辙叉区轮轨接触特性，为辙叉区结构优化方案比选以及计算轮轨动态接触关系提供了指导依据。　　4.固定辙叉结构设计参数比选及优化方案设计　　通过改变固定辙叉各关键设计参数设定结构优化方案，分析比较不同方案下的结构不平顺及各项轮轨接触参数，确定各设计参数对轮轨接触几何关系的影响规律，进而初步确定固定辙叉中需要主要考虑的结构设计参数以及合理取值，最终达到提高设计效率，增加方案可信度，为科学合理地进行辙叉区轮轨关系设计及优化提供指导。　　5.固定辙叉结构设计参数动力学评估　　基于车辆—道岔空间耦合动力学理论，分析固定辙叉各结构设计参数对固定辙叉区轮轨动力特性的影响规律;综合各设计参数提出能够有效提高列车通过固定辙叉时运行安全性和平稳性的结构优化设计方案;最后分析了货物列车、旅客列车直逆向过岔时，列车轴重及速度对固定辙叉区轮轨系统振动特性的影响规律，明确固定辙叉的适用范围。
作者：	赵卫华
专业：	道路与铁道工程
导师：	王平
授予学位：	博士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文