城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架動力學仿真研究.pdf

1、隨著城市化進程加速,城市軌道交通以其安全、節(jié)能、運輸能力大以及速度快等特點而備受人們青睞。城市軌道交通系統(tǒng)在發(fā)達國家和地區(qū)建設得較早,而在我國尚處于起步階段。作為城市軌道交通車輛的核心組件之一,轉(zhuǎn)向架的結(jié)構(gòu)參數(shù)(尤其是懸掛參數(shù))是否合理將直接關(guān)系到城軌車輛的運行可靠性、動力學性能以及運行安全。鉸接式轉(zhuǎn)向架在減少運行噪音、通過小半徑曲線等方面具有優(yōu)勢,并在國外已成功應用,而國內(nèi)應用較少,該技術(shù)受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。本文基于以上背景,以南車株

2、洲電力機車有限公司開發(fā)的城軌鉸接式車輛為研究對象,利用SIMPACK多體動力學仿真工具對城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架進行仿真。在某種程度上,本文的研究對我國發(fā)展城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架具有工程應用價值與現(xiàn)實意義。
　　根據(jù)城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)特點,研究輪對、搖枕、構(gòu)架和車體的受力狀態(tài),推導其動力學微分方程,并借助SIMPACK的參數(shù)化及子結(jié)構(gòu)技術(shù),構(gòu)建城軌鉸接式車輛非線性動力學仿真模型。
　　通過傅里葉逆變換法,將軌道不平順的頻域功率譜密度轉(zhuǎn)化

3、成相應的時域樣本,實現(xiàn)對鉸接車輛動力學模型仿真所需軌道激勵的模擬。為分析SIMPACK仿真數(shù)據(jù),利用MATLAB實現(xiàn)基于Sperling的車輛運行平穩(wěn)性評價。
　　借助SIMPACK中的變參計算技術(shù),優(yōu)化鉸接式轉(zhuǎn)向架的一系懸掛參數(shù),以加強其通過曲線的能力。在此基礎上,分別針對定員和超載兩種工況,對城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架的非線性穩(wěn)定性、運動平穩(wěn)性和曲線通過性能的各項性指標進行預測。
　　仿真結(jié)果表明,該城軌鉸接式轉(zhuǎn)向架的各項動力學性