滚动振动试验台曲线模拟方法研究

摘要

在车辆参数的设计和优化中，台架试验是一种方便、快捷、经济的试验手段，但是在滚动振动试验台上进行曲线线路模拟的技术仍不成熟。完整的曲线通过过程包含“直线-缓和曲线-圆曲线”，缓和曲线是试验台模拟的一个难点。
　　本文在传统方法的基础上研究了动态横移轨道轮单元的模拟方法，并且详细的分析了模拟的原理和过程，该方法既可以模拟缓和曲线通过时的动态轮轨力，同时也可以模拟车体的摇头横移振动。车辆在曲线上通过时，由于钢轨的几何形位误差会形成轨道不平顺的现象，在试验台上模拟不平顺需要利用横向及垂向油缸产生激振。振动的位移-时间序列可利用三角级数法反演轨道不平顺谱获得，油缸的参数可利用统计学的方法分析运动的位移、速度、加速度的范围之后来确定。利用SIMPACK软件进行了仿真，得到了台架试验和真实线路试验的动力学性能的差异，验证了台架试验的可行性。并且讨论了轨道轮半径、纵向拉杆刚度、轨底坡以及车辆纵向位置对于台架试验动力学性能的影响。最后，针对横移模拟方法的实施问题，给出了可行的机械结构的运动原理图，分析了横推的参数以及横推导槽的设计方法，从而将理论与工程实际相结合，亦对某公司的滚动振动试验台的设计方案提供了参考。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 论文的选题背景及意义

1．2 滚振台的原理及发展历程

1．2．1 滚振台的原理

1．2．2 滚振台的发展历程

1．3 曲线模拟技术的发展及研究现状

1．4 本文主要研究内容

第2章 曲线通过的滚动模拟方法研究

2．1 曲线模拟方法总体设计

2．2 圆曲线模拟方法研究

2．2．1 外轨超高的模拟方法

2．2．2 内外轨长度差的模拟方法

2．2．3 冲角的模拟方法

2．3 缓和曲线模拟方法研究

2．3．1 线路描述及模拟原理

2．3．2 外轨超高的模拟方法

2．3．3 内外轨长度差的模拟方法

2．3．4 冲角及横移的模拟方法

2．4 本章小结

第3章 曲线通过的振动模拟方法研究

3．1 轨道不平顺现象分析

3．1．1 轨道不平顺

3．1．2 典型轨道不平顺谱

3．1．3 轨道不平顺谱的对比分析

3．2 轨道不平顺模拟参数研究

3．2．1 轨道不平顺谱的反演

3．2．2 模拟参数计算

3．3 本章小结

第4章 台架试验曲线模拟的仿真分析

4．1 车辆真实线路曲线通过模型的建立

4．1．1 模型描述

4．1．2 非线性环节

4．1．3 真实线路建模

4．2 台架试验曲线通过模型的建立

4．2．1 模型车动力学建模

4．2．2 曲线模拟方法设置

4．3 台架试验模型参数影响分析

4．3．1 轨道轮半径的影响

4．3．2 纵向拉杆的影响

4．3．3 车辆纵向位置的影响

4．3．4 轨底坡的影响

4．4 曲线通过模型的仿真分析

4．4．1 轮轨接触关系的比较

4．4．2 轮轨接触力比较

4．5 本章小结

第5章 台架试验曲线模拟的结构设计

5．1 滚动振动试验台的结构设计

5．1．1 倾摆装置

5．1．2 差速调整装置

5．1．3 大位移横推装置

5．1．4 冲角的调整

5．2 滚动振动试验台的模拟参数设计

5．2．1 圆曲线模拟参数

5．2．2 缓和曲线模拟参数

5．3 本章小结

结论

致谢

参考文献

研究生期间发表的论文及科研成果