發(fā)布時(shí)間：2021-07-29 15:45

　　隨著我國(guó)高速鐵路的快速發(fā)展,運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高,高速列車(chē)行駛安全性和可靠性問(wèn)題日益突出,車(chē)輪多邊形磨耗問(wèn)題便是其中之一。本文以我國(guó)某高速動(dòng)車(chē)組為研究對(duì)象,討論了車(chē)輪多邊形對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)以及軸箱螺栓疲勞壽命的影響。研究?jī)?nèi)容如下:（1）根據(jù)我國(guó)某型動(dòng)車(chē)組結(jié)構(gòu)及性能參數(shù),利用Simpack軟件建立了多剛體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真模型,模型中考慮了車(chē)輛懸掛參數(shù)的非線性特性,并采用諧波函數(shù)法對(duì)車(chē)輪多邊形進(jìn)行描述。（2）計(jì)算了不同速度等級(jí)下,車(chē)輪多邊形幅值、階次對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響。研究發(fā)現(xiàn):在多邊形階次小于5時(shí),一階車(chē)輪多邊形對(duì)車(chē)輛垂向平穩(wěn)性影響最大;輪軌垂向力隨著多邊形的階次的增大而增加;當(dāng)達(dá)到一定的階次時(shí),多邊形的激勵(lì)頻率與輪對(duì)的搖頭頻率趨近,系統(tǒng)發(fā)生了共振,輪軌垂向力迅速超過(guò)了安全限值;隨著多邊形的激勵(lì)頻率逐漸遠(yuǎn)離共振區(qū),輪軌垂向力有下降的趨勢(shì);脫軌系數(shù)隨車(chē)輪多邊形的幅值增加而增大,但在計(jì)算范圍內(nèi)未超過(guò)安全限值。（3）采用動(dòng)力學(xué)仿真獲取的功率譜密度（PSD）函數(shù)對(duì)軸箱組件應(yīng)力響應(yīng)進(jìn)行計(jì)算,并且結(jié)合疲勞累積損傷理論和材料的S-N曲線來(lái)評(píng)估軸箱螺栓的疲勞壽命。結(jié)果表明隨著多邊形的階數(shù)和幅度的增加,軸... 

【文章來(lái)源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

不同部件的疲勞損傷

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第8頁(yè)三章的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)作為隨機(jī)振動(dòng)激勵(lì)輸入，計(jì)算得到軸箱螺栓的疲勞壽命。圖1-3文章結(jié)構(gòu)圖論文主要工作從以下幾方面展開(kāi)：第一章：明確論文的研究主題、背景和意義，簡(jiǎn)要的闡述針對(duì)車(chē)輪非圓化的形成機(jī)理和車(chē)輪非圓化對(duì)車(chē)輛部件的性能影響。第二章：根據(jù)高速列車(chē)的結(jié)構(gòu)參數(shù)建立動(dòng)力學(xué)模型，這是研究車(chē)輪非圓化對(duì)局部結(jié)構(gòu)疲勞傷損的影響的基矗為了更加精準(zhǔn)的動(dòng)力學(xué)結(jié)果，在建立模型的同時(shí)考慮車(chē)體、構(gòu)架、輪對(duì)等結(jié)構(gòu)的簡(jiǎn)化，以及輪軌接觸幾何、輪軌蠕滑、懸掛系統(tǒng)等非線性。針對(duì)車(chē)輪周期性非圓化，本文采用車(chē)輪圓周輪廓法進(jìn)行描述，該方法主要考慮車(chē)輪半徑沿圓周方向變化。第三章：基于Simpack動(dòng)力學(xué)仿真模型，研究高速列車(chē)1-20階車(chē)輪多邊形對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響。通過(guò)比較不同階次下的多邊形對(duì)平穩(wěn)性指標(biāo)、輪軌垂向力、輪對(duì)加速度、脫軌系數(shù)的影響，提出安全限值來(lái)保證列車(chē)的正常運(yùn)行。第四章：基于Simpack動(dòng)力學(xué)參數(shù)，研究軸箱有限元模型的疲勞損傷。采用頻域方法，通過(guò)車(chē)輛系統(tǒng)與車(chē)輪多邊形疊加獲得輪軌激勵(lì)的譜密度函數(shù)，用以計(jì)算車(chē)輛系統(tǒng)部

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第10頁(yè)第2章車(chē)輪多邊形的動(dòng)力學(xué)模型的建立隨著列車(chē)運(yùn)行速度的不斷提高，車(chē)輪的多邊形將導(dǎo)致車(chē)輪與軌道之間嚴(yán)重的高頻沖擊振動(dòng)，縮短車(chē)輛部件的使用壽命，影響高速列車(chē)的行駛安全性。本章建立了考慮車(chē)輪多邊形的高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)仿真模型，采用了一種能夠精確描述車(chē)輪多邊形的方法。2.1車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型車(chē)輛動(dòng)力學(xué)模型由輪對(duì)，構(gòu)架，車(chē)體以及車(chē)輛系統(tǒng)各部件構(gòu)成，并通過(guò)懸掛裝置連接。為了方便的進(jìn)行理論分析與仿真計(jì)算，需要對(duì)現(xiàn)實(shí)的車(chē)輛模型進(jìn)行簡(jiǎn)化，在滿足理論研究的同時(shí)，也盡可能的反映出列車(chē)在運(yùn)行過(guò)程中的實(shí)際情況。2.1.1高速列車(chē)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)某高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架如圖2-1所示。轉(zhuǎn)向架主要結(jié)構(gòu)由雙H型構(gòu)架、一系懸掛、牽引及驅(qū)動(dòng)裝置、二系空氣彈簧裝置、基礎(chǔ)制動(dòng)裝置等主要部件組成。圖2-1某高速列車(chē)轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)示意圖(1)構(gòu)架具有H形結(jié)構(gòu)，由側(cè)梁，橫梁和縱梁焊接而成，并且側(cè)梁為下凹的U形結(jié)構(gòu)。(2)輪對(duì)裝置：采用整體式輪對(duì)，依據(jù)UIC819標(biāo)準(zhǔn)，車(chē)軸為空心結(jié)構(gòu)，材質(zhì)采用

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于鋼軌模態(tài)振動(dòng)的車(chē)輪高階多邊形頻率特性研究[J]. 李大地,戴煥云.  鐵道機(jī)車(chē)車(chē)輛. 2017(04)
[2]不落輪旋修工藝對(duì)初始車(chē)輪多邊形的影響研究[J]. 蘇建,李立,崔大賓.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(05)
[3]高速列車(chē)車(chē)輪高階多邊形對(duì)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能的影響[J]. 陳偉,戴煥云,羅仁.  鐵道車(chē)輛. 2014(12)
[4]高速車(chē)輪非圓化現(xiàn)象及其對(duì)輪軌行為的影響[J]. 崔大賓,梁樹(shù)林,宋春元,鄧永果,杜星,溫澤峰.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2013(18)
[5]基于接觸分析的高強(qiáng)度螺栓疲勞壽命分析[J]. 杜靜,黃文,王磊,陳真,周宏麗.  現(xiàn)代科學(xué)儀器. 2013(01)
[6]車(chē)輪多邊形磨耗機(jī)理的有限元研究[J]. 陳光雄,金學(xué)松,鄔平波,戴煥云,周仲榮.  鐵道學(xué)報(bào). 2011(01)
[7]多軸疲勞壽命預(yù)測(cè)方法研究[J]. 郝琪,蔡芳.  機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2010(12)
[8]高速車(chē)輪橢圓化對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)行為的影響[J]. 張雪珊,肖新標(biāo),金學(xué)松.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2010(16)
[9]列車(chē)車(chē)輪不圓順的研究現(xiàn)狀[J]. 王偉,曾京,羅仁.  國(guó)外鐵道車(chē)輛. 2009(01)
[10]一個(gè)新的材料疲勞壽命曲線模型[J]. 吳富強(qiáng),姚衛(wèi)星.  中國(guó)機(jī)械工程. 2008(13)

博士論文
[1]車(chē)輪踏面?zhèn)麚p對(duì)高速列車(chē)動(dòng)力學(xué)行為的影響[D]. 王憶佳.西南交通大學(xué) 2014
[2]機(jī)車(chē)車(chē)輛零部件的疲勞壽命預(yù)測(cè)仿真[D]. 陽(yáng)光武.西南交通大學(xué) 2005

碩士論文
[1]車(chē)輪多邊形對(duì)高速列車(chē)振動(dòng)響應(yīng)和構(gòu)架疲勞壽命影響研究[D]. 張浩然.北京交通大學(xué) 2018
[2]多軸隨機(jī)振動(dòng)頻域疲勞方法的研究與應(yīng)用[D]. 黃曉婷.西南交通大學(xué) 2015
[3]高強(qiáng)度鋼螺栓抗疲勞成型工藝的研究[D]. 夏春和.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[4]地鐵踏面制動(dòng)單元連接螺栓組預(yù)緊力及疲勞壽命研究[D]. 李先鋒.太原科技大學(xué) 2013
[5]鐵路車(chē)輪非圓化對(duì)車(chē)輛—軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響[D]. 劉逍遠(yuǎn).西南交通大學(xué) 2012
[6]結(jié)構(gòu)振動(dòng)疲勞壽命估算方法研究[D]. 孫偉.南京航空航天大學(xué) 2005



本文編號(hào)：3309602