城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架動(dòng)力學(xué)仿真研究.pdf

1、隨著城市化進(jìn)程加速,城市軌道交通以其安全、節(jié)能、運(yùn)輸能力大以及速度快等特點(diǎn)而備受人們青睞。城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)建設(shè)得較早,而在我國(guó)尚處于起步階段。作為城市軌道交通車輛的核心組件之一,轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)參數(shù)(尤其是懸掛參數(shù))是否合理將直接關(guān)系到城軌車輛的運(yùn)行可靠性、動(dòng)力學(xué)性能以及運(yùn)行安全。鉸接式轉(zhuǎn)向架在減少運(yùn)行噪音、通過(guò)小半徑曲線等方面具有優(yōu)勢(shì),并在國(guó)外已成功應(yīng)用,而國(guó)內(nèi)應(yīng)用較少,該技術(shù)受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文基于以上背景,以南車株

2、洲電力機(jī)車有限公司開(kāi)發(fā)的城軌鉸接式車輛為研究對(duì)象,利用SIMPACK多體動(dòng)力學(xué)仿真工具對(duì)城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架進(jìn)行仿真。在某種程度上,本文的研究對(duì)我國(guó)發(fā)展城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架具有工程應(yīng)用價(jià)值與現(xiàn)實(shí)意義。
　　根據(jù)城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點(diǎn),研究輪對(duì)、搖枕、構(gòu)架和車體的受力狀態(tài),推導(dǎo)其動(dòng)力學(xué)微分方程,并借助SIMPACK的參數(shù)化及子結(jié)構(gòu)技術(shù),構(gòu)建城軌鉸接式車輛非線性動(dòng)力學(xué)仿真模型。
　　通過(guò)傅里葉逆變換法,將軌道不平順的頻域功率譜密度轉(zhuǎn)化

3、成相應(yīng)的時(shí)域樣本,實(shí)現(xiàn)對(duì)鉸接車輛動(dòng)力學(xué)模型仿真所需軌道激勵(lì)的模擬。為分析SIMPACK仿真數(shù)據(jù),利用MATLAB實(shí)現(xiàn)基于Sperling的車輛運(yùn)行平穩(wěn)性評(píng)價(jià)。
　　借助SIMPACK中的變參計(jì)算技術(shù),優(yōu)化鉸接式轉(zhuǎn)向架的一系懸掛參數(shù),以加強(qiáng)其通過(guò)曲線的能力。在此基礎(chǔ)上,分別針對(duì)定員和超載兩種工況,對(duì)城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架的非線性穩(wěn)定性、運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和曲線通過(guò)性能的各項(xiàng)性指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測(cè)。
　　仿真結(jié)果表明,該城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架的各項(xiàng)動(dòng)力學(xué)性