用于列车横向动力学的车辆转向架力元简化研究

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转向架是铁道车辆的重要组成部分,起着承载、导向和牵引制动的作用,也是决定列车运行安全及动力学性能的关键部件。
　　但是铁道车辆又是一个复杂的机械系统,建立转向架动力学模型的自由度较多,且包含非线性接触几何、轮轨非线性蠕滑力等非线性因素。当进行单节机车车辆的建模时,主要采用常规的传统动力学模型,即对车辆特别是转向架的各个主要质量体及相互间的悬挂关系和特征都要详细建模,并充分考虑轮轨接触间的复杂力学关系,这样建立的单车动力学模型可以较准确地计算车辆稳定性、各种线路不平顺下的运行平稳性和曲线通过性能。
　　但是当进行列车动力学分析时,由于列车是由多节车辆组成的,如果对每个转向架都要详细建模就变的非常困难。例如25t轴重的万吨重载列车将由105辆货车和单台机车(六轴或八轴)编成。对此,传统的重载列车动力学分析将每辆车视为由钩缓元件成串连结的质点,只具有沿轨道走行的一维运动自由度,而不考虑转向架,这将影响重载列车纵向动力学计算的准确性。
　　能不能在原来车辆动力学模型的基础上,对转向架的建模进一步进行合理的简化?是否可以将整个转向架模型用一个力元去代替并能反应车辆模型的动力学特点呢?如果可以的话,我们就可以大大简化长大重载列车动力学建模,进一步完善传统重载列车的纵向动力学模型。
　　本文对车辆建模过程中,转向架建模是否可以简化进行了可行性研究。在转向架力元简化的研究中,本文以转K2型转向架为例,利用一辆车的完整模型提取力元刚度和阻尼特性,将力元的这些特性用于简化车辆的建模。并利用该力元及其特性取代传统车辆模型中的转向架,以此进行车辆的动力学性能分析,将其结果与传统模型的分析结果进行对比,用来评价力元的特性是否合理,以及用力元取代转向架后的车辆动力学性能的准确度。这一研究的目的,是在考虑车辆横向动力学特性的同时,简化长大重载列车纵向动力学模型。
　　通过研究,简化模型的直线与曲线运行特点与完整模型的计算结果基本一致,但在计算的准确性方面还需要进一步提高。
　　希望通过本文的研究,能够对铁道车辆动力学性能分析有所贡献,为以后简化铁道车辆动力学建模提供一定的依据。

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作者
王娜娜;
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作者单位

西南交通大学;

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授予单位西南交通大学;
学科载运工具运用工程
授予学位硕士
导师姓名罗世辉;
年度 2010
页码
总页数
原文格式 PDF
正文语种中文
中图分类走行部分;
关键词
转向架; 铁道车辆; 动力学; 力元;

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