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刚柔耦合转K6转向架动力学性能研究
| 论文题名： | 刚柔耦合转K6转向架动力学性能研究 |
| 关键词： | 铁路货车;转向架;刚柔耦合;交叉支撑杆;弹性变形;动力学性能 |
| 摘要： | 高速化和重载化是当今铁路货车运输发展的两大主题。高速化可以有效地减少运行时间和提高经济效益，但随着运行速度的提高，周围环境给予车辆的激扰频率也随之增加；重载化可以使运输量提高但也引起了很多新问题，如货物对车体的作用力增大导致车体弹性变形，容易与速度提高而引起的高频激扰发生共振，进而恶化车辆的动力学性能，这就使弹性变形对车辆动力学性能影响的问题受到了更大的关注。 传统的车辆动力学分析方法是把车辆系统各部件都考虑成刚体，不考虑货车结构的弹性振动对动力学性能的影响。为了研究铁道车辆弹性结构对动力学性能的影响，达到高速化与重载化的合理匹配，有必要对车辆的弹性振动展开深入的研究。货车车体和转向架的自振频率相对较低，对动力学性能影响较大，因而本文重点研究某货车车体和转K6零部件交叉支撑杆的刚性振动和柔性振动在动力学性能上的对比分析。 本文基于有限元分析(FEA)方法和多体动力学(MBS)理论，采用相应的分析软件ANSYS和SIMPACK，把车体和交叉支撑杆考虑成柔性体，建立刚柔耦合的车辆系统动力学模型。 为了探明转向架和车体的弹性变形对车辆动力学性能的影响，把车体和交叉支撑杆作为柔性体进行仿真分析。本文通过分析轮对横向位移的时间历程判定了刚柔耦合车辆系统的临界速度，以此确定了车辆运动的稳定性；研究了车辆在美国五级轨道线路谱激励作用下的车辆运行平稳性；仿真分析了车辆通过曲线线路时的轮轴横向力、轮轨垂向力、轮重减载率和脱轨系数的响应时间相应历程。并将交叉支撑杆和车体作为柔性体和刚性体处理时的车辆系统动力学仿真结果进行了对比。结果表明，考虑车体和交叉支撑杆弹性的刚柔耦合车辆系统模型的结构振动位移和加速度都大于多刚体车辆系统模型，刚柔耦合车辆系统振动加速度频率范围高于多刚体车辆系统；车体和转向架的弹性变形效应降低了车辆的临界速度，但幅度不大；车体和转向架的变形效应对车辆的运行平稳性和曲线通过性能也有微弱程度的影响。 |
| 作者： | 李笑 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 卜继玲 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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