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轮轨局部激扰对机车动力学性能影响分析
| 论文题名： | 轮轨局部激扰对机车动力学性能影响分析 |
| 关键词： | 机车工程;动力学性能;轮轨局部激扰;波数设置 |
| 摘要： | 在线路某些特殊的地点，易出现轨道局部不平顺。比如在桥梁的桥墩处易出现交点型局部不平顺，小跨度桥梁易呈现平顶型局部不平顺，轨道局部不平顺在机车车辆的作用下，会进一步发展恶化。本文通过MATLAB软件模拟局部不平顺，将轨道局部不平顺作为机车模型的外部激扰。运用SIMPACK多体动力学仿真软件，建立了某型机车的动力学模型，以机车动力学指标为依据，分析了不同波数的局部不平顺、局部不平顺的不同参数、局部不平顺的恶化对机车动力学性能的影响。当机车轮轨间有粘滑激扰时，分析了此时机车驱动系统、转向架构架及车体的振动加速度及频率。本文的主要工作如下: (1)应用数值模拟方法，利用MATLAB软件将空间域的美国5级线路谱转化为时域谱，作为机车的外部激扰，导入到机车动力学模型中，对所建立的机车动力学模型进行验证分析。 (2)将模拟的轨道不平顺作为机车外部激扰，输入到机车仿真模型中，仿真分析了某型机车在轨道局部交点型不平顺及连续不同波数下机车的运行安全性及平稳性的影响规律，分析了小跨度桥的局部平顶型不平顺的幅值A、与不平顺波长相关的系数K和平顶长度L对轮轨系统动力性能的影响。结果表明:当轨道交点型不平顺幅值和波长一定的情况下，轨道交点型不平顺的波数越多，对机车运行安全性和平稳性的影响就越大，并且都大于仅有随机不平顺激扰的情况。平顶型不平顺的幅值A和不平顺的系数K的增大，对机车的轮轨垂向力最大值和轮重减载率最大值都有不同程度的影响;但平顶长度L对机车的轮轨垂向力最大值和轮重减载率最大值几乎没有影响。 (3)轨道开通运营后，机车车辆与轨道之间的相互作用是轨道局部不平顺发生、发展及恶化的主要原因，轨道局部不平顺将进一步产生新的发展，各种初始不平顺将逐渐恶化。轨道局部发展恶化之后，会进一步影响轮轨间的动态作用。仿真结果表明:当谐波型局部不平顺发生沉降恶化和交点型局部不平顺发生凸起恶化时，即使恶化的幅值较小，也会造成轮轨动力响应的严重恶化，引起轮轨冲击振动;并且机车运行速度越大，轮轨动力作用越大。 (4)当轮轨切向力达到饱和以后，轮对处于大滑动状态时，轮轨间的粘着系数随着蠕滑率的增加而下降，轮轨间粘着特性曲线的负斜率会引起驱动系统的部件（如:电机、转子、小齿轮）、机车轮对、构架在某些方向的加速度的增大。而这些部件的其他方向上，振动加速度与机车轮轨间无粘滑激扰时，无明显变化。 |
| 作者： | 陈迪来 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘建新 |
| 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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