100％低地板轻轨车辆动力学性能研究

摘要

自20世纪80年代以来，低地板轻轨车辆有了蓬勃发展，在丰富人们出行方式，缓解交通压力的同时，也为城市环境做出了巨大贡献。低地板车辆使用电力牵引，属于环境友好型的交通方式，并且形式多样，美观和谐，为城市生活增添了朝气与活力，成为城市景观中一道靓丽的风景线。低地板轻轨车辆技术在我国仍处于起步阶段，有巨大的发展空间与潜在市场，是解决我们城市交通问题的有效途径。
　　本论文参考《一种小轮径低地板轨道车辆转向架方案研究》一文中的转向架方案及国内外各种相关文献资料，利用多体动力学仿真软件SIMPACK建立了一种采用小轮径传统轮对转向架、浮车型、5辆车编组模式的100％低地板轻轨车辆，对其动力学性能进行了详细研究，所做的工作如下:
　　1.根据车辆结构型式及铰接特点，分析了各车体在静平衡状态下的受力特点，建立了静力平衡方程组，得到各连接铰的静载荷，与模型的名义力计算结果对比可知，实际值与理论值相差不大，模型中铰接的设置是合理的。
　　2.分析了悬挂参数对车辆运动稳定性、运行平稳性及曲线通过性能的影响，包括一系悬挂刚度、二系悬挂刚度、二系横向/垂向减振器阻尼及车间减振器阻尼，结果表明:一系悬挂刚度对车辆稳定性及曲线通过性能影响较大，二系悬挂刚度对车辆稳定性及平稳性影响较大，二系横向减振器阻尼对改善车辆的稳定性、平稳性及曲线通过性能都有很大帮助，二系垂向减振器阻尼对车辆平稳性有较大影响，车间纵向减振器阻尼对车辆动力学性能影响不大，而一旦取消车间纵向减振器，车辆以低速运行时的横向平稳性及曲线通过性能将会恶化。
　　3.根据分析结果提出了一组优化结果，并在空车工况和定员工况下对车辆的动力学性能进行了校核，结果表明:优化后车辆的临界速度能满足低地板车辆最高运行速度80km/h的要求，并有足够的安全裕量;优化后车辆的平稳性得到较大改善，尤其是横向平稳性;优化后车辆在空车工况和定员工况下分别以10km/h的速度通过50m半径曲线、以20km/h的速度通过100m半径曲线、以40km/h的速度通过200m半径曲线、以50km/h的速度通过300m半径曲线时，轮对脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力、轮轴横向力等动力学指标均满足GB5595-85中的相关规定。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 选题的研究背景及意义

1．2 100％低地板轻轨车辆

1．2．1 100％低地板轻轨车辆结构型式

1．2．2 100％低地板轻轨车辆转向架方案

1．2．3 典型的100％低地板轻轨车辆

1．3 论文主要工作

第2章 100％低地板轻轨车辆结构方案

2．1 100％低地板轻轨车辆总体布局

2．2 小轮经传统轮对转向架方案

2．3 车端铰接连接件方案

2．3．1 车端铰接连接件的布置

2．3．2 车端铰接连接件的载荷分析

2．4 小结

第3章动力学模型的建立及动力学性能评价标准

3．1 动力学模型的建立

3．1．1 模型的自由度

3．1．2 非线性的处理

3．1．3 车体间连接铰建模

3．1．4 线路设置

3．2 动力学性能评价标准

3．2．1 运动稳定性及评价指标

3．2．2 运行平稳性及评价指标

3．2．3 曲线通过性能及评价指标

3．3 小结

第4章 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆运动稳定性的影响

4．1 初始参数下100％低地板轻轨车辆的稳定性分析

4．2 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆稳定性的影响

4．2．1 一系悬挂刚度对车辆稳定性的影响

4．2．2 二系悬挂刚度对车辆稳定性的影响

4．2．3 二系横向／垂向减振器阻尼对车辆稳定性的影响

4．2．4 车间纵向减振器阻尼对车辆稳定性的影响

4．3 小结

第5章 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆运行平稳性的影响

5．1 初始参数下100％低地板轻轨车辆的平稳性分析

5．2 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆平稳性的影响

5．2．1 一系悬挂刚度对车辆平稳性的影响

5．2．2 二系悬挂刚度对车辆平稳性的影响

5．2．3 二系横向／垂向减振器阻尼对车辆平稳性的影响

5．2．4 车间纵向减振器阻尼对车辆平稳性的影响

5．3 小结

第6章 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆曲线通过性能的影响

6．1 初始参数下100％低地板轻轨车辆的曲线通过性能

6．2 悬挂参数对100％低地板轻轨车辆曲线通过性能的影响

6．2．1 一系悬挂刚度对车辆曲线通过性能的影响

6．2．2 二系悬挂刚度对车辆曲线通过性能的影响

6．2．3 二系横向／垂向减振器阻尼对车辆曲线通过性能的影响

6．2．4 车间纵向减振器阻尼对车辆曲线通过性能的影响

6．3 小结

第7章 100％低地板轻轨车辆参数优化后的动力学性能分析

7．1 悬挂参数优化后车辆的运动稳定性分析

7．2 悬挂参数优化后车辆的平稳性分析

7．2．1 空车工况下车辆的平稳性分析

7．2．2 定员工况下车辆的平稳性分析

7．3 悬挂参数优化后车辆的曲线通过性分析

7．3．1 空车工况下车辆的曲线通过性分析

7．3．2 定员工况下车辆的曲线通过性

7．4 小结

结论和展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果