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悬挂式单轨车辆转向架结构设计及动力学性能分析
| 论文题名： | 悬挂式单轨车辆转向架结构设计及动力学性能分析 |
| 关键词： | 悬挂式单轨车辆;转向架;结构设计;动力学性能 |
| 摘要： | 随着城市规模的不断扩大，城市轨道交通得到了快速发展，并且成多元化发展趋势。悬挂式单轨交通系统作为城市轨道交通的一种补充类型，由于具有建设周期短、生产成本低、占地面积小、空间利用率高、运行安全舒适、噪音低、对环境污染小、爬坡能力强、曲线通过性能好以及适应性强等诸多优点而备受青睐，故本文对悬挂式单轨车辆进行了分析研究。 本文首先介绍了悬挂式单轨交通系统的特点以及其适用范围，然后重点叙述了德国和日本比较典型的几条悬挂式单轨线路，并讲述了我国悬挂式单轨交通系统的发展状况;其次对悬挂式单轨车辆的编组形式和转向架结构进行了分析，重点研究了转向架构架、走行轮、导向轮和基础制动装置的结构，然后利用CATIA软件建立了转向架三维模型，并利用CATIA软件自带的有限元模块对基础制动装置的关键零部件进行了强度校核。之后简要介绍了充气橡胶轮胎的力学特性，在此基础上分析了车辆系统自由度，建立了悬挂式单轨车辆动力学模型，并推导出了转向架和车体的运动方程;最后运用simpack软件建立其动力学仿真模型，并根据直线平稳性指标和曲线通过性能指标对车辆悬挂参数进行了仿真优化，同时在已优化参数的基础上对直线状态下不同速度和曲线状态下不同半径的动力学性能进行了仿真预测，得出悬挂式单轨车辆动力学性能良好。 本文通过上述研究内容，得到以下结论: (1)悬挂式单轨车辆转向架结构独特，走行轮和导向轮都采用充气橡胶轮胎，车体和构架的连接采用特殊的梯形悬吊装置，而驱动装置采用先进的差速器机构。由于橡胶轮胎具有良好的缓冲减振性能，使得车轮和转向架构架之间不需要安装一系悬挂，简化转向架结构，但没有影响车辆平稳性指标，同时使车辆具有过小半径曲线的能力。 (2)在车辆通过曲线时，导向轮预压力过小会导致导向轮脱离导向轨，使车辆曲线通过性能迅速变差，只有在保证导向轮不脱离导向轨的前提下，导向轮预压力的变化才不会影响车辆曲线通过性能。 (3)悬挂参数优化之后对车辆在直线和曲线上的动力学性能进行仿真分析，结果表明车辆平稳性指标均小于2.5，在优秀等级范围内，说明本文设计的悬挂式单轨车辆平稳性较好;同时曲线通过性能指标均在安全标准的限制值以内，说明本文设计的悬挂式单轨车辆具有良好的曲线通过性能。 |
| 作者： | 张德乾 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王伯铭 |
| 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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