高速列车橡胶风挡动态试验台的设计及仿真

摘要

高速列车橡胶风挡是设在高速列车车体两端，连接相邻车辆，防止风、雨等侵入，保护旅客安全通行的部件，对于提高车辆的气动特性，降低噪音，增强乘坐舒适性具有重要作用。在橡胶风挡的生产制造过程中，保证其使用寿命至关重要，但是目前国内外关于橡胶风挡耐久性试验装置的研究较为少见。针对这一现状，本文进行了高速列车用橡胶动态试验台的设计、研究工作，以期能够实现在橡胶风挡装车前对其进行耐久性试验，获得相关寿命参数。论文的主要内容如下：
　　1、查阅大量国内外相关文献，对目前国内外高速列车橡胶风挡的情况进行深入的了解。
　　2、进行橡胶风挡动态试验台设计机理研究。具体内容包括查阅国内关于高速铁路建设的相关标准，得到线路中存在的最小半径曲线路段、最大坡度路段以及S型弯道路段的尺寸数据，计算分析了车端橡胶风挡在列车通过相应路段时产生的变形，为试验台的设计提供依据，并根据风挡的变形情况，设定试验台具有的运动功能。
　　3、以三维造型软件Pro/E为工具进行具体的结构设计，包括横向、纵向、垂向运动机构与旋转机构，动力装置与标准件的选型计算。三维模型装配完成后，对关键受力部件进行强度校核，针对出现的应力集中现象，采取局部结构优化的方法降低应力集中。
　　4、使用多体动力学分析软件ADAMS，针对试验台具有的不同运动功能进行运动学仿真，得到仿真结果表明，试验台运行平稳，速度、加速度特性良好，不存在干涉现象，验证了结构设计的合理性。
　　高速列车用橡胶风挡动态试验台的应用，可以在橡胶风挡装车之前对其完整结构进行耐久性试验，得到其寿命相关参数，为橡胶风挡生产工艺的改进，日常保养、维护与更换提供依据，有利于提高列车运行的安全性。

目录

符号说明

1 绪 论

1.1课题背景及意义

1.2风挡研究现状

1.3国内关于高速列车系统的实验研究现状

1.4论文研究的目标

1.5论文研究的主要内容

1.6论文将要解决的关键问题

1.7论文主要创新点

2橡胶风挡动态试验台设计机理的研究

2.1风挡的结构类型与特点简介

2.2列车运行状态分析

2.3不同工况下橡胶风挡的变形分析

2.4试验台工作参数的确定

2.5本章小结

3 试验台的结构设计

3.1设计要求

3.2设计方法

3.3试验台机架的设计

3.4试验台运动机构的设计

3.5试验台旋转机构的设计

3.6试验台底座的设计

3.7位移控制传感器的选用

3.8试验台控制系统的要求

4 试验台部件的强度校核

4.1试验台连接架的受力分析

4.2有限元分析方法

4.3常用有限元分析软件

4.4试验台连接架有限元分析

4.5连接架结构优化

4.6本章小结

5 试验台的运动仿真

5.1虚拟样机技术简介

5.2多体动力学分析软件ADAMS

5.3ADAMS运动学分析的理论基础

5.4试验台运动学仿真

5.5本章小结

总结与展望

总结

展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间的研究成果

声明