磁浮车辆系统动力学建模与仿真分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页摘要磁浮列车是一种具有良好发展前景的新型交通工具。鉴于国情，我国积极引进德国成熟的Transrapid高速磁浮列车技术，目前正紧张开展此技术的国产化研究。在低速磁浮列车技术上，我国也掌握了一整套关键技术。磁浮车辆系统是机电强耦合的复杂动力系统，十分有必要针对工程实际中凸现出的诸多动力学问题开展研究。本文正是在这种背景下，以青城山低速磁浮车辆和上海TR08型高速磁浮车辆为原型，开展了磁浮车辆系统动力学建模与仿真研究工作，有以下主要研究内容。在分析磁转向架结构的基础上，详细阐述高速磁浮车辆弹性悬浮架动力学建模的过程，联合利用CAD

2、软件Solidworks、有限元软件ANSYS和多体动力学仿真软件SmmAcK，建立了弹性悬浮架动力学模型。第四章进一步分析青城山低速磁浮车辆与11如8型高速磁浮车辆的运动学关系与悬挂结构，采用参数化与子结构技术建立了低速与高速磁浮车辆动力学模型。开展了基于弹性悬浮架的高速磁浮车辆动态响应仿真分析。以一组典型的曲线线路，仿真分析了高速磁浮车辆曲线通过时车体、悬浮电磁铁悬浮气隙及其线圈电流、导向电磁铁导向间隙及其线圈电流与导向力的动态响应规律。仿真研究了曲线通过时悬浮架弓形脚弹性交形动态响应。就正弦型、余弦型和回旋型三种缓和曲线对磁浮车辆曲线通过的动态响应影响做了

3、比较，仿真结果与理论分析吻合。开展了低速磁浮车辆导向机构仿真研究，并揭示了T形臂、横向滑台及其二者之间的运动学规律。进一步建立了完整的高速磁浮车辆一桥梁一控制器耦合系统动力学模型。仿真分析了四种不同速度下磁浮车辆—轨道系统的动态响应特性，并将弹性轨道梁的动力学响应计算值与测试值进行对比验证。最后。比较研究z理想平顺与不平顺激扰作用下轨道梁的动力响应。关键词：磁浮车辆；建模；仿真分析：动力学；弹性悬浮架：轨道梁西南交通大学硕士研究生学位论文第Ⅱ页AbstractMa班“txainisanewtypeofgroundwackedtransport,whichhasf

4、avorabledevelopmentalforeground．Basedonthesituationof0111"country,ChinapositivelyadoptedGermanTR08high-speedmaglevtraintechnology,thedomesticdevelopmentofwhichisbeingbusilycarriednowadays．And,w蛩alsohavemasteredasetofkeytechnologyonmedium-low-speedelectromagneticsuspendedmaglevtrain．M

5、aglevtrain／guidwaysystemisacomplexdynamiccouplingsystemrelatedtomechanicalsystemandelec廿onicsystem．Itisnecessarytoinvestigateagoodmanydynamicproblemscomingforthduringengineeringapplication．Underthisbackground,thedissertationcarriesouttheresearchOnmodelingandsimulationanalysisofmaglev

6、systemdynamics，basedonQingchengmortallow-speedmaglevvehicleandTR08h；gh-speedmaglevvehecleOilShanghaitestline．11赡detailedresearchworkandmainresultsarc雒foIlows．Thedynamicmodelingprocessofhigh-speedmaglevlevitationframeisdetailedlyillustrated011thebasisofanalysisaboutthesR-ucturesofelec

7、tromagneticbogie．Adynamicmodeloftheelasticlevitation6栅issetIlpwiththeutilityofthreekindsofcommercialsoflwage,computeraiddesignsoftwareSolidworb,finiteelementanalysissoftwareANSYSandmulti-bodysystemdynamicsshnulationsoihvareSIMPACK．Chapter4forwardlyanaly辩sthekinematicalrelationshipand

8、suspcndhagst