懸掛式單軌車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)設(shè)計及動力學性能分析.pdf

1、隨著城市規(guī)模的不斷擴大，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。懸掛式單軌交通系統(tǒng)作為城市軌道交通的一種補充類型，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、運行安全舒適、噪音低、對環(huán)境污染小、爬坡能力強、曲線通過性能好以及適應(yīng)性強等諸多優(yōu)點而備受青睞，故本文對懸掛式單軌車輛進行了分析研究。
　　本文首先介紹了懸掛式單軌交通系統(tǒng)的特點以及其適用范圍，然后重點敘述了德國和日本比較典型的幾條懸掛式單軌線路，并講

2、述了我國懸掛式單軌交通系統(tǒng)的發(fā)展狀況;其次對懸掛式單軌車輛的編組形式和轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)進行了分析，重點研究了轉(zhuǎn)向架構(gòu)架、走行輪、導(dǎo)向輪和基礎(chǔ)制動裝置的結(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基礎(chǔ)制動裝置的關(guān)鍵零部件進行了強度校核。之后簡要介紹了充氣橡膠輪胎的力學特性，在此基礎(chǔ)上分析了車輛系統(tǒng)自由度，建立了懸掛式單軌車輛動力學模型，并推導(dǎo)出了轉(zhuǎn)向架和車體的運動方程;最后運用simpack軟件建立其

3、動力學仿真模型，并根據(jù)直線平穩(wěn)性指標和曲線通過性能指標對車輛懸掛參數(shù)進行了仿真優(yōu)化，同時在已優(yōu)化參數(shù)的基礎(chǔ)上對直線狀態(tài)下不同速度和曲線狀態(tài)下不同半徑的動力學性能進行了仿真預(yù)測，得出懸掛式單軌車輛動力學性能良好。
　　本文通過上述研究內(nèi)容，得到以下結(jié)論:
　　(1)懸掛式單軌車輛轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)獨特，走行輪和導(dǎo)向輪都采用充氣橡膠輪胎，車體和構(gòu)架的連接采用特殊的梯形懸吊裝置，而驅(qū)動裝置采用先進的差速器機構(gòu)。由于橡膠輪胎具有良好的緩沖減

4、振性能，使得車輪和轉(zhuǎn)向架構(gòu)架之間不需要安裝一系懸掛，簡化轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)，但沒有影響車輛平穩(wěn)性指標，同時使車輛具有過小半徑曲線的能力。
　　(2)在車輛通過曲線時，導(dǎo)向輪預(yù)壓力過小會導(dǎo)致導(dǎo)向輪脫離導(dǎo)向軌，使車輛曲線通過性能迅速變差，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)壓力的變化才不會影響車輛曲線通過性能。
　　(3)懸掛參數(shù)優(yōu)化之后對車輛在直線和曲線上的動力學性能進行仿真分析，結(jié)果表明車輛平穩(wěn)性指標均小于2.5，在優(yōu)秀等