动车转向架检测生产线关键部件的动力学分析及其仿真优化

摘要

随着高速动车技术的发展以及高速动车的广泛使用，动车检修技术也随之快速发展。而动车转向架作为动车运行的关键部件，其检修工作更是不容忽视。根据国家1~2年强制检修的规定，动车转向架的检修工作量相当庞大，传统的拖车检修车间的检修方式已不能满足目前以及未来动车转向架的检修要求。本文以江苏速升自动化装备系统工程有限公司的动车转向架检测生产线为研究对象，紧密结合现场实际运行情况，采用虚拟样机技术与多体动力学理论，对动车转向架检测生产线中的关键部件进行建模和仿真，并最终提出检测生产线上装备的优化方案。
　　首先，对于整条动车转向架检测生产线，本文在原有工程图纸的基础上在Pro/E环境下建立了空中、地面轨道以及其他关键部件的三维模型，并使用虚拟现实技术与3DS MAX技术，实现了整条检测生产线检修装备的可视化运行，为检测生产线的功能以及各个部件机械的配合检修过程的展示，提供了一种新的可视化的方法，并为接下来的多体动力学分析奠定基础。其次，本文选择多功能小车、空中摩擦辊轨道系统与地面动力转盘这些在检测生产线上能够影响检测工艺与性能的关键部件，在Recurdyn环境下完成了动力学建模和仿真，并通过仿真数据和现场考察的情况，初步判定仿真的可信度，在此基础上进一步分析这些关键部件在不同工况下的运行情况，为检测生产线装备设计的合理性提供仿真数据支持，并找出检测生产线装备机构中存在的潜在问题和可优化的地方。通过仿真结果发现多功能小车在空中导轨中运行时竖直方向存在跳动，小车内部的双层丝杆螺母机构在启动过程中存在振动大以及离合器冲击力过大等问题，故而对双层丝杆螺母机构和离合器组件进行了深入分析，并提出改变多功能小车升降组件结构，改变多功能小车启动方式以及改变离合器组件结构并添加橡胶弹簧的优化方案。最后通过对改装之后的多功能小车的现场组装与调试验证优化方案。

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注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1课题研究的背景和意义

1.2物流装备概述及动车检修技术的国内外发展现状

1.3多刚体系统动力学理论介绍

1.4虚拟样机概述

1.5论文的组织结构安排

第二章 动车转向架检修生产线及其可视化仿真

2.1动车转向架的检修

2.2动车转向架检测生产线及其上运行的装备

2.3检修生产线的可视化运行仿真

2.4本章小结

第三章 基于Recurdyn的检测线关键部件动力学建模

3.1多功能小车传动链分析

3.2多功能小车的笛卡尔多刚体动力学描述

3.3基于Recurdyn的多功能小车升降组件建模

3.4其他部件建模

3.5本章小结

第四章 关键部件的动力学仿真与分析

4.1多功能小车升降机构仿真分析

4.2多功能小车旋转机构仿真分析

4.3空中运输导轨仿真分析

4.4地面动力转盘仿真分析

4.5本章小结

第五章 多功能小车性能分析与优化

5.1双层丝杆螺母传动机构分析优化

5.2离合器组件的分析与优化

5.3多功能小车的改装与调试

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1论文总结

6.2研究展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文