低地板轻轨车辆动力学问题研究

《低地板轻轨车辆动力学问题研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、低地板轻轨车辆动力学问题研究StudyofLowFloorLightRailwayVehicleDynamics作者姓名：王文华专业名称：机械工程指导教师：姚国凤教授学位类别：工程硕士答辩日期：2015年5月31日2摘要低地板轻轨车辆作为城市轨道交通重要组成部分，填补了城市轨道交通单向0.6-1万人/时运能的空缺。国家发改委在《关于加强城市轨道交通规划建设管理的通知》中也明确提出“鼓励发展轻轨、有轨电车等高架或地面敷设的轨道交通制式”。目前我国投入运营的轻轨车辆与传统四轴轨道客车结构差异很大，如轻轨车体模块之间采用铰接而非常规的车钩联接；独立轮组形式和常规轮对形式两种

2、不同走行原理转向架同时装配在同一组车上等，这些特殊的结构，使轻轨车辆在运行过程中出现了特殊的振动现象，有些振动表现严重影响旅客的乘坐舒适性，随着全国各大城市轻轨车辆需求量的迅速增加，深入研究该种型式车辆的动力学异常表现、并找出解决问题的办法有着非常重要的意义。本文以一种100%低地板轻轨车辆和一种70%低地板轻轨车辆为例，从多体系统动力学角度，描述了车辆系统构成，并首次完整的建立了两种不同车辆型式垂向及横向动力学数学模型。采用Simpack软件，在考虑车辆振动过程中非线性因素的基础上，建立了系统动力学仿真分析模型；同时，结合动力学试验，分析了车辆垂向和横向振动影响因素

3、，通过优化车间铰接及转向架悬挂系统参数，改善车辆振动性能。同时，本文基于试验结论，首次针对铰接式轻轨车辆解决垂向及横向振动问题建立分析流程，流程中定性列举了不同系统构成参数变化对车辆各种性能的影响程度，无论对后续新开发车辆悬挂的系统设计还是既有车辆振动问题的解决，都有一定的指导作用。对于钢轮钢轨的车辆型式，其动力学性能好坏，车轮踏面起着至为关键作用，特别是70%低地板轻轨车辆，独立轮与常规轮对式两种不同走行原理的转向架共同装配在同一列车上，踏面设计更有其特殊性。本文在总结前人踏面设计及优化方法的前提下，结合踏面磨耗跟踪积累的数据，提出一种可采用MATLAB软件编程、考

4、虑轮轨接触的快速踏面外形优化设计方法，这种方法还可以根据轨道不同时期磨耗状态，定制车轮踏面的镟修型面，降低用户车辆维护成本。关键词：轻轨车辆；转向架；独立轮；轮对；振动测试；悬挂参数优化；踏面外形优化IAbstractLowfloorlightrailvehicleplaysimportantroleinurbanmasstransitsystem,fillingupthevacancyofone-direction6000-10000peopleperhourtransportcapacity.Itsays‘encouragedevelopmentofmasstra

5、nsitsystemsuchaslightrailstramsetcthatrunonelevatedortracks’inthedocumentissuedbyNationalDevelopmentandInnovationCommitteeaboutstrengtheningurbanmasstransitlayoutandconstructionmanagement.Thereisahugestructuredifferencebetweencurrentlightrailvehiclesinserviceandtraditionalfour-axlespas

6、sengercars,suchas,lightrailcarbodymoduleisconnecetedbyarticulationsinsteadofcouplers;bogieswithtwodifferentrunninggearsthatisindependentwheelandregularwheel-setareinstalledonasametrainset.Thesespecialstructurecausesspecialvibrationduringlightrailvehiclesrunning.Somevibrationseverelyaffe

7、ctsridecomfort.Withlightrailvehiclesdemandincreasedinmanybigcities,it’snecessaryandmeaningfultodeeplystudytheabnormaldynamicsofthistypeofvehicleandthesolutiontoit.Thisarticletakes100%lowfloorLRVand70%lowfloorLRVasexamplestodescribevehiclesystemfromdifferentdynamicspointofviewsa