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HXD1C型电力机车换装径向转向架的动力学分析
| 论文题名： | HXD1C型电力机车换装径向转向架的动力学分析 |
| 关键词： | 电力机车;径向转向架;动力学分析;参数优化 |
| 摘要： | 为了降低轮缘磨耗，兼顾曲线通过性能和横向稳定性，世界各国先后开始了径向转向架的研究。HXD1C型电力机车是南车株洲电力机车有限公司引进再创新的新一代主型重载大功率电力机车，将径向转向架技术移植到该型机车上有广阔的应用前景，但由于该型机车转向架自身结构和参数的限制，换装径向转向架有其固有难度。本文采用南车资阳机车有限公司引进的HTCR型径向转向架技术，在不改变轴距、牵引和制动方式，以及转向架与车体接口的基础上，论证HXD1C型电力机车转向架改径向的可行性。 在多体系统动力学仿真软件SIMPACK的平台上，建立HXD1C型传统转向架机车模型、径向转向架机车耦合连杆刚性体模型和耦合连杆弹性体模型。对三者进行运行稳定性、直线运行平稳性和曲线通过性能的仿真分析，得知耦合连杆是否考虑为弹性体主要影响机车的稳定性，其准线性和非线性临界速度略大于其考虑为刚性体时的情况。通过径向转向架机车与传统转向架机车动力学仿真对比，结果表明径向转向架机车可以满足120km/h速度的运用要求;直线运行性能优良;除了通过曲线时车体横向和垂向加速度外，曲线通过性能优于传统转向架机车。径向转向架机车减磨效果明显，磨耗功和轮缘磨耗因子都比传统转向架机车降低46％以上，且轮缘磨耗因子比磨耗功改善得更多。 随后对径向转向架机车进行悬挂参数的全面优化，给出了一系刚度、二系刚度和一二系各减振器阻尼的参数适应范围，指出目前各参数设计值合理。 本文还针对三轴径向转向架进行了轮径差分布形式对曲线通过性能的影响分析。从19种三轴转向架轮径差的典型分布形式中，分析得出7种可能的最恶劣的形式。在轨道不平顺为AAR5的R300m和R800m曲线上对径向转向架机车进行仿真，结果表明不同形式的轮径差对径向转向架曲线通过性能的影响程度不同。最恶劣的形式是反相轮径差（前轮对和中间轮对小轮径车轮在曲线外侧，后轮对小轮径车轮在曲线内侧）和同相轮径差（三轮对小轮径车轮在曲线外侧）。除了在R300m曲线工况下存在反相轮径差时，导向力和脱轨系数的最大值随着轮径差的增大而减小外，所有指标的最大值都随着上述两种轮径差的增大而增大，在运用检修中应着重关注这两种形式的轮径差。 |
| 作者： | 魏静 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 罗贇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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