青藏高原发电车动力学分析

摘要

采用多刚体动力学对转向架或整车动力性能进行分析，是检验所设计产品性能的最有效的手段，本文主要采用Simpack软件对青藏车的动力性能进行仿真。 论文建立了青藏发电车每个部件的运动微分方程，进而建立了青藏发电车的多刚体动力学模型。在美国五级线路谱的线路情况下，分析了一系弹簧悬挂参数、一系减震器参数、二系弹簧参数、垂向和横向减震器参数、抗侧滚扭杆参数在不同曲线半径的线路、不同速度下对车辆运行平稳性、轮重减载率、脱轨系数、构架横向力、轮轨横向力、轮轴横向力等的影响，得到他们之间的关系曲线。在此基础上对参数进行了优化，最终得到了合理的一系纵向和横向定位刚度、一系垂向阻尼系数、二系垂向和横向阻尼、抗蛇行减振器卸荷速度。 在优化了参数的转向架的基础上对青藏线整车进行了动力学分析，通过曲线通过性能计算、运动稳定性计算、运行平稳性计算。计算结果显示：依据计算，发电车在180km/h范围内其运行平稳性各项指标都满足GB5599-85的要求，平稳性指标达到优级，能够满足车辆正常运行要求。 最后对青藏线发电车进行试验台试验，试验结果表明：动力学性能指标符合95J01-L“高速试验列车客车强度及动力学规范”的要求，平稳性指标为优级，能够满足线路160km/h的运行要求。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1车辆系统动力学的发展过程

1.2国内外高速列车研究现状简述

1.3青藏发电车介绍

1.3仿真采用的软件介绍

1.4本论文研究的内容

第二章青藏高原发电车车辆系统动力学模型

2.1车辆系统动力学分析理论

2.1.1轮轨系统坐标系及其变换

2.1.2轮轨接触力

2.1.3各体的受力分析

2.2车辆系统运动方程

2.3车辆系统的运行稳定性、平稳性和动态曲线通过性

2.3.1车辆系统的运行稳定性

2.3.2车辆系统的平稳性

2.3.3车辆系统的曲线通过性

2.4青藏发电车多体系统的动力学模型

2.4.1 Simpack的动力学仿真环境

2.4.2青藏发电车多体系统的动力学模型

2.5小结

第三章青藏高原发电车转向架动力学参数优化

3.1动力学性能评定标准

3.1.1垂向及横向平稳性指标

3.1.2脱轨系数

3.1.3轮重减载率

3.1.4倾覆系数

3.1.5轮轴横向力

3.1.6轮轨横向力

3.2转向架参数优化

3.2.1轴箱纵、横向定位刚度参数优化

3.2.2轴箱垂向减振器参数优化

3.2.3轴箱悬挂的垂向阻尼参数优化

3.2.4中央横向减振器参数优化

3.2.5空气弹簧横向垂向刚度参数优化

3.2.6抗蛇行减振器参数优化

3.2.7中央悬挂垂向阻尼参数优化

3.2.8抗侧滚扭杆刚度参数优化

3.3本章小结

第四章青藏发电车动力学性能分析

4.1曲线通过性能计算及结果

4.1.1曲线线路参数

4.1.2计算原理

4.1.3计算结果

4.2运动稳定性计算及结果

4.2.1运动稳定性定义

4.2.2车辆运动稳定性判别

4.2.3计算结果

4.2.4计算结论

4.3运行平稳性计算及结果

4.3.1运行平稳性定义

4.3.2运行平稳性指标

4.3.3计算结果

4.3.4运行平稳性计算结论

第五章青藏发电车整车滚振试验

5.1试验对象和目的

5.2机车车辆滚动振动试验台试验系统

5.2.1试验台系统

5.2.2测试系统

5.3.试验内容和方法

5.3.1测试通道数及传感器量程

5.3.2蛇行失稳临界速度的测量

5.3.3运行平稳性的测量

5.3.4振动位移的测量

5.4.试验方案

5.5.蛇行运动稳定性试验

5.6.运行平稳性试验

5.6.1车体运行平稳性指标

5.6.2车体振动加速度

5.6.3一、二系悬挂的动挠度

5.7结论

第六章结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加科研项目和发表论文情况