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城轨铰接式转向架动力学仿真研究
| 论文题名： | 城轨铰接式转向架动力学仿真研究 |
| 关键词： | 城市轨道车辆;铰接式转向架;动力学性能;仿真模型 |
| 摘要： | 随着城市化进程加速,城市轨道交通以其安全、节能、运输能力大以及速度快等特点而备受人们青睐。城市轨道交通系统在发达国家和地区建设得较早,而在我国尚处于起步阶段。作为城市轨道交通车辆的核心组件之一,转向架的结构参数(尤其是悬挂参数)是否合理将直接关系到城轨车辆的运行可靠性、动力学性能以及运行安全。铰接式转向架在减少运行噪音、通过小半径曲线等方面具有优势,并在国外已成功应用,而国内应用较少,该技术受到业界的广泛关注。本文基于以上背景,以南车株洲电力机车有限公司开发的城轨铰接式车辆为研究对象,利用SIMPACK多体动力学仿真工具对城轨铰接式转向架进行仿真。在某种程度上,本文的研究对我国发展城轨铰接式转向架具有工程应用价值与现实意义。 根据城轨铰接式转向架结构特点,研究轮对、摇枕、构架和车体的受力状态,推导其动力学微分方程,并借助SIMPACK的参数化及子结构技术,构建城轨铰接式车辆非线性动力学仿真模型。 通过傅里叶逆变换法,将轨道不平顺的频域功率谱密度转化成相应的时域样本,实现对铰接车辆动力学模型仿真所需轨道激励的模拟。为分析SIMPACK仿真数据,利用MATLAB实现基于Sperling的车辆运行平稳性评价。 借助SIMPACK中的变参计算技术,优化铰接式转向架的一系悬挂参数,以加强其通过曲线的能力。在此基础上,分别针对定员和超载两种工况,对城轨铰接式转向架的非线性稳定性、运动平稳性和曲线通过性能的各项性指标进行预测。 仿真结果表明,该城轨铰接式转向架的各项动力学性能均能达到UIC518-2005与GB5599-85的相关规定,且该车在5km/h可实现30m的小半径曲线通过。 |
| 作者： | 苏亮 |
| 专业： | 化工过程机械 |
| 导师： | 罗显光 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湘潭大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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