1435/1000mm高速变轨距转向架动车动力学性能分析及参数优化

摘要

随着我国高速铁路迅速发展，各国铁路轨距的不同严重阻碍了国际联运和“一带一路”的建设，本文重点研究适应1435/1000mm轨距的变轨距转向架，以解决与东南亚地区铁路的互联互通。1435/1000mm变轨距转向架主要的技术难点在于轮轴滑移距离较长，由1435mm滑移至1000mm轨距时，动力轮对两车轮间空间不足，滑移装置和驱动装置的布置存在困难。　　针对设计难点，本文提出了采用电机体悬式变轨距转向架和电机架悬式变轨距转向架两种设计方案，详细介绍了两种变轨距转向架关键部件的结构设计。在此基础上，建立了两种设计方案在1435mm和1000mm两种轨距线路上的变轨距转向架动车动力学模型，分别计算得到了两种设计方案在两种轨距线路上运行的稳定性、平稳性和曲线通过性能指标，结果表明：电机体悬式变轨距转向架和电机架悬式变轨距转向架动车在两种轨距线路上运行除在1000mm轨距线路上部分曲线通过性能指标超限外，其余各项动力学性能指标及运行稳定性均符合标准要求。　　经过相应的动力学计算和两种方案指标的对比，本文选取电机体悬式变轨距转向架为最终设计方案。考虑到电机体悬式变轨距转向架动车的部分曲线通过性能指标超限，对其曲线通过性能进行优化。首先以电机体悬式变轨距转向架动车动力学模型的12个悬挂参数为因子，以5个动力学指标为响应，进行试验设计，辨析影响车辆曲线通过性能的关键因子。之后建立径向基神经网络RBF代理模型，并进行多目标优化，得到其在一定参数范围内的悬挂参数组合最优解，使电机体悬式变轨距转向架动车的曲线通过性能得到良好改善，且能够兼顾车辆的运行稳定性和平稳性，在1000mm和1435mm轨距线路上均具有良好的动力学性能。

目录

声明

第1章绪论

1.1 课题研究背景

1.2 国外变轨距技术的研究现状

1.2.1 西班牙

1.2.2 日本

1.2.3 韩国

1.2.4 瑞士

1.3 国内变轨距技术的研究现状

1.4 本文的主要研究工作及技术路线

第2章1435/1000 mm 变轨距转向架总体设计

2.1 变轨距转向架设计难点

2.2 变轨距转向架主要设计指标

2.3 变轨距转向架总体设计原则及结构

2.3.1 电机体悬式变轨距转向架

2.3.2 电机架悬式变轨距转向架

2.4 本章小结

第3章电机架悬式变轨距转向架动车动力学性能研究

3.1 电机架悬式变轨距转向架动车动力学模型的建立

3.1.1 整车动力学模型

3.1.2 动力学性能评价标准

3.1.3 动力学主要性能参数

3.2 电机架悬式变轨距转向架动车运行稳定性分析

3.2.1 非线性临界速度

3.2.2 构架横向振动加速度

3.3 电机架悬式变轨距转向架动车运行平稳性分析

3.3.1 垂向平稳性

3.3.2 横向平稳性

3.4 电机架悬式变轨距转向架动车曲线通过性能分析

3.4.1 曲线线路工况

3.4.2 曲线通过性能计算结果

3.5 本章小结

第4章电机体悬式变轨距转向架动车动力学性能研究

4.1 电机体悬式变轨距转向架动车动力学模型的建立

4.1.1 整车动力学模型

4.1.2 动力学性能评价标准

4.1.3 动力学主要性能参数

4.2 电机体悬式变轨距转向架动车运行稳定性分析

4.2.1 非线性临界速度

4.2.2 构架横向振动加速度

4.3 电机体悬式变轨距转向架动车运行平稳性分析

4.3.1 垂向平稳性

4.3.2 横向平稳性

4.4 电机体悬式变轨距转向架动车曲线通过性能分析

4.4.1 曲线线路工况

4.4.2 曲线通过性能计算结果

4.5 本章小结

第5章变轨距转向架车辆选型及悬挂参数优化

5.1 变轨距转向架车辆选型

5.2 悬挂参数优化

5.2.1 试验设计

5.2.2 代理模型的建立

5.2.3 多目标寻优计算与结果验证

5.3 本章小结

结论与展望

1 主要研究结论

2 研究展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目

学位论文数据集