懸掛式單軌車(chē)輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及動(dòng)力學(xué)性能分析.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，城市軌道交通得到了快速發(fā)展，并且成多元化發(fā)展趨勢(shì)。懸掛式單軌交通系統(tǒng)作為城市軌道交通的一種補(bǔ)充類(lèi)型，由于具有建設(shè)周期短、生產(chǎn)成本低、占地面積小、空間利用率高、運(yùn)行安全舒適、噪音低、對(duì)環(huán)境污染小、爬坡能力強(qiáng)、曲線通過(guò)性能好以及適應(yīng)性強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)而備受青睞，故本文對(duì)懸掛式單軌車(chē)輛進(jìn)行了分析研究。
　　本文首先介紹了懸掛式單軌交通系統(tǒng)的特點(diǎn)以及其適用范圍，然后重點(diǎn)敘述了德國(guó)和日本比較典型的幾條懸掛式單軌線路，并講

2、述了我國(guó)懸掛式單軌交通系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r;其次對(duì)懸掛式單軌車(chē)輛的編組形式和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，重點(diǎn)研究了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、走行輪、導(dǎo)向輪和基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)，然后利用CATIA軟件建立了轉(zhuǎn)向架三維模型，并利用CATIA軟件自帶的有限元模塊對(duì)基礎(chǔ)制動(dòng)裝置的關(guān)鍵零部件進(jìn)行了強(qiáng)度校核。之后簡(jiǎn)要介紹了充氣橡膠輪胎的力學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上分析了車(chē)輛系統(tǒng)自由度，建立了懸掛式單軌車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型，并推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)向架和車(chē)體的運(yùn)動(dòng)方程;最后運(yùn)用simpack軟件建立其

3、動(dòng)力學(xué)仿真模型，并根據(jù)直線平穩(wěn)性指標(biāo)和曲線通過(guò)性能指標(biāo)對(duì)車(chē)輛懸掛參數(shù)進(jìn)行了仿真優(yōu)化，同時(shí)在已優(yōu)化參數(shù)的基礎(chǔ)上對(duì)直線狀態(tài)下不同速度和曲線狀態(tài)下不同半徑的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了仿真預(yù)測(cè)，得出懸掛式單軌車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能良好。
　　本文通過(guò)上述研究?jī)?nèi)容，得到以下結(jié)論:
　　(1)懸掛式單軌車(chē)輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)獨(dú)特，走行輪和導(dǎo)向輪都采用充氣橡膠輪胎，車(chē)體和構(gòu)架的連接采用特殊的梯形懸吊裝置，而驅(qū)動(dòng)裝置采用先進(jìn)的差速器機(jī)構(gòu)。由于橡膠輪胎具有良好的緩沖減

4、振性能，使得車(chē)輪和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間不需要安裝一系懸掛，簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，但沒(méi)有影響車(chē)輛平穩(wěn)性指標(biāo)，同時(shí)使車(chē)輛具有過(guò)小半徑曲線的能力。
　　(2)在車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)，導(dǎo)向輪預(yù)壓力過(guò)小會(huì)導(dǎo)致導(dǎo)向輪脫離導(dǎo)向軌，使車(chē)輛曲線通過(guò)性能迅速變差，只有在保證導(dǎo)向輪不脫離導(dǎo)向軌的前提下，導(dǎo)向輪預(yù)壓力的變化才不會(huì)影響車(chē)輛曲線通過(guò)性能。
　　(3)懸掛參數(shù)優(yōu)化之后對(duì)車(chē)輛在直線和曲線上的動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行仿真分析，結(jié)果表明車(chē)輛平穩(wěn)性指標(biāo)均小于2.5，在優(yōu)秀等