動力穩(wěn)定裝置-軌道系統(tǒng)能量傳遞與疲勞分析
發(fā)布時間：2021-09-19 01:40
隨著鐵路運輸模式向高速、重載和大運量的模式發(fā)展,鐵路行車安全顯得尤為重要。對于新修以及大修的鐵路線路,出現(xiàn)道床顆粒松散、橫向阻力弱、列車運行時穩(wěn)定性差的問題。通過動力穩(wěn)定車的動力穩(wěn)定作業(yè),能從根本上提高道床對軌枕的橫向阻力以及列車運行時整體穩(wěn)定性。動力穩(wěn)定裝置是動力穩(wěn)定車作業(yè)時的關鍵部件,其作業(yè)參數(shù)、各子系統(tǒng)部件間能量傳遞效率和走行輪疲勞壽命直接影響動力穩(wěn)定作業(yè)效率的提高和作業(yè)質量的改善,作業(yè)時其與軌道組成的是一個大型的非線性系統(tǒng),對其進行系統(tǒng)研究仍有許多難點。本文基于多體動力學理論,選擇動力穩(wěn)定裝置和軌道組成的系統(tǒng)為研究對象,基于集中參數(shù)法、剛柔耦合理論和疲勞壽命分析理論,對穩(wěn)定作業(yè)下研究對象的橫向動力學特性、垂橫耦合下的各部件間的能量傳遞效率和走行輪的疲勞壽命進行了系統(tǒng)研究分析。通過對穩(wěn)定裝置作業(yè)原理的分析,運用集中參數(shù)法建立穩(wěn)定裝置-軌道系統(tǒng)多剛體橫向動力學模型,分析了不同道床工況和作業(yè)參數(shù)對作業(yè)時軌枕橫向位移、速度變化的影響,結合標準有砟軌道行車安全對橫向阻力的要求,得到本文研究工況對應的最優(yōu)激振頻率3033Hz。結合工程結構建立了鋼軌-軌枕有限元模型,進...
【文章來源】：昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
建立動力學方程步驟
昆明理工大學碩士學位論文12傳統(tǒng)多剛體動力學認為車輛系統(tǒng)可以看成是一個由彈簧系統(tǒng)支持的剛體，稱為簧上質量，包含車體本身總質量以及載重的總質量。將車體以下包含輪對、轉向架等部分包含的總質量稱為簧下質量。車輛系統(tǒng)動力學基本的建模方法：在車體的重心位置建立直角坐標系，通過該直角坐標系的x、y、z三個坐標軸的平動和轉動構成了6個相互獨立的運動形式，用來描述車輛系統(tǒng)所有構件空間位置的變化。通常選擇x軸正向為車輛運行方向（即縱向），y軸方向為軌枕水平方向（即橫向），z軸方向為鉛垂方向（即垂向），具體位置如下圖2.2所示。圖2.2車輛系統(tǒng)描述示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在車輛系統(tǒng)動力學中通常將車輛系統(tǒng)沿x、y、z三個坐標軸方向上的平動稱為伸縮、橫擺、浮沉；沿x、y、z三個坐標軸方向的轉動稱為側滾、點頭、搖頭。2.1.2軌道系統(tǒng)動力學一直以來為了合理的將車輛-軌道系統(tǒng)抽象成物理模型，學者們對軌道模型的物理描述方法進行了不懈的研究，形成了基于模型基本參數(shù)不同處理方式的兩種建模方法。圖2.3“半車-軌道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中參數(shù)模型：基于研究系統(tǒng)的實際情況，按照相應的等效原則將一個復雜、
昆明理工大學碩士學位論文12傳統(tǒng)多剛體動力學認為車輛系統(tǒng)可以看成是一個由彈簧系統(tǒng)支持的剛體，稱為簧上質量，包含車體本身總質量以及載重的總質量。將車體以下包含輪對、轉向架等部分包含的總質量稱為簧下質量。車輛系統(tǒng)動力學基本的建模方法：在車體的重心位置建立直角坐標系，通過該直角坐標系的x、y、z三個坐標軸的平動和轉動構成了6個相互獨立的運動形式，用來描述車輛系統(tǒng)所有構件空間位置的變化。通常選擇x軸正向為車輛運行方向（即縱向），y軸方向為軌枕水平方向（即橫向），z軸方向為鉛垂方向（即垂向），具體位置如下圖2.2所示。圖2.2車輛系統(tǒng)描述示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在車輛系統(tǒng)動力學中通常將車輛系統(tǒng)沿x、y、z三個坐標軸方向上的平動稱為伸縮、橫擺、浮沉；沿x、y、z三個坐標軸方向的轉動稱為側滾、點頭、搖頭。2.1.2軌道系統(tǒng)動力學一直以來為了合理的將車輛-軌道系統(tǒng)抽象成物理模型，學者們對軌道模型的物理描述方法進行了不懈的研究，形成了基于模型基本參數(shù)不同處理方式的兩種建模方法。圖2.3“半車-軌道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中參數(shù)模型：基于研究系統(tǒng)的實際情況，按照相應的等效原則將一個復雜、
【參考文獻】：
期刊論文
[1]WD-400W穩(wěn)定車穩(wěn)定裝置研制[J]. 張錦權,王樹海,王印軍. 機車車輛工藝. 2013(06)
[2]寬軌搗固車和穩(wěn)定車輪對有限元分析與評定[J]. 楊俊杰,李勝,胡高華. 機車車輛工藝. 2013(02)
[3]彈性長枕無砟軌道動剛度垂向耦合動力及能量分析[J]. 伍曾,劉學毅. 鐵道學報. 2012(02)
[4]車輛蛇形運動狀態(tài)下重載鐵路輪軌系統(tǒng)振動特性[J]. 王開云,劉鵬飛. 工程力學. 2012(01)
[5]動力穩(wěn)定車穩(wěn)定頭垂直下壓力控制系統(tǒng)技術改造的探討[J]. 馬占川. 鐵道建筑. 2008(08)
[6]城市軌道交通系統(tǒng)軌道結構隨機動力響應分析[J]. 徐勁,謝偉平,蔣滄如. 路基工程. 2008(01)
[7]應用多體有限元混合法對復雜結構疲勞壽命仿真[J]. 繆炳榮,肖守訥,張衛(wèi)華,金鼎昌,陽光武. 機械強度. 2008(01)
[8]WD320型穩(wěn)定裝置振動分析[J]. 孫建英,杜利偉. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2007(12)
[9]考慮車體彈性效應的鐵道客車系統(tǒng)振動分析[J]. 曾京,羅仁. 鐵道學報. 2007(06)
[10]六軸機車在彈性結構軌道上耦合動力學模型[J]. 封全保,孫守光,劉建新,王開云. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2006(04)
博士論文
[1]動力穩(wěn)定車新型穩(wěn)定裝置動力學及失效研究[D]. 韓世昌.昆明理工大學 2017
[2]輪軌接觸特性及鋼軌損傷因素的理論及試驗研究[D]. 劉洋.蘭州交通大學 2016
[3]基于柔性輪對的動車組輪軸疲勞壽命研究[D]. 徐傳來.西南交通大學 2014
[4]軌道結構隨機振動和Ⅲ型軌枕可靠性研究[D]. 李斌.西南交通大學 2011
碩士論文
[1]快速貨車輪軌橫向沖擊動力學特性研究[D]. 馬波.蘭州交通大學 2017
[2]高速車輛剛柔耦合動態(tài)響應及輪對疲勞壽命研究[D]. 吳正習.蘭州交通大學 2016
[3]動力穩(wěn)定車穩(wěn)定裝置參數(shù)優(yōu)化及剛柔耦合分析[D]. 王軍.昆明理工大學 2016
[4]CRH2型動車組車輪疲勞強度分析及輪徑限度研究[D]. 趙亮.北京交通大學 2015
[5]基于車輛—軌道結構垂向耦合系統(tǒng)的數(shù)值積分方法的應用與研究[D]. 程力.蘭州交通大學 2015
[6]軌道動力穩(wěn)定車主車架結構疲勞強度研究[D]. 謝耿昌.西南交通大學 2014
[7]鐵路貨車車輪疲勞分析方法研究[D]. 肖兵.北京交通大學 2012
[8]考慮多節(jié)車的高速列車/軌道耦合動力學研究[D]. 凌亮.西南交通大學 2012
[9]動力穩(wěn)定車車架動力學性能分析[D]. 李偉成.昆明理工大學 2011
[10]基于典型工況下某動力穩(wěn)定車轉向架動力學特性研究[D]. 劉光偉.昆明理工大學 2011
本文編號：3400752
【文章來源】：昆明理工大學云南省
【文章頁數(shù)】：85 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
建立動力學方程步驟
昆明理工大學碩士學位論文12傳統(tǒng)多剛體動力學認為車輛系統(tǒng)可以看成是一個由彈簧系統(tǒng)支持的剛體，稱為簧上質量，包含車體本身總質量以及載重的總質量。將車體以下包含輪對、轉向架等部分包含的總質量稱為簧下質量。車輛系統(tǒng)動力學基本的建模方法：在車體的重心位置建立直角坐標系，通過該直角坐標系的x、y、z三個坐標軸的平動和轉動構成了6個相互獨立的運動形式，用來描述車輛系統(tǒng)所有構件空間位置的變化。通常選擇x軸正向為車輛運行方向（即縱向），y軸方向為軌枕水平方向（即橫向），z軸方向為鉛垂方向（即垂向），具體位置如下圖2.2所示。圖2.2車輛系統(tǒng)描述示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在車輛系統(tǒng)動力學中通常將車輛系統(tǒng)沿x、y、z三個坐標軸方向上的平動稱為伸縮、橫擺、浮沉；沿x、y、z三個坐標軸方向的轉動稱為側滾、點頭、搖頭。2.1.2軌道系統(tǒng)動力學一直以來為了合理的將車輛-軌道系統(tǒng)抽象成物理模型，學者們對軌道模型的物理描述方法進行了不懈的研究，形成了基于模型基本參數(shù)不同處理方式的兩種建模方法。圖2.3“半車-軌道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中參數(shù)模型：基于研究系統(tǒng)的實際情況，按照相應的等效原則將一個復雜、
昆明理工大學碩士學位論文12傳統(tǒng)多剛體動力學認為車輛系統(tǒng)可以看成是一個由彈簧系統(tǒng)支持的剛體，稱為簧上質量，包含車體本身總質量以及載重的總質量。將車體以下包含輪對、轉向架等部分包含的總質量稱為簧下質量。車輛系統(tǒng)動力學基本的建模方法：在車體的重心位置建立直角坐標系，通過該直角坐標系的x、y、z三個坐標軸的平動和轉動構成了6個相互獨立的運動形式，用來描述車輛系統(tǒng)所有構件空間位置的變化。通常選擇x軸正向為車輛運行方向（即縱向），y軸方向為軌枕水平方向（即橫向），z軸方向為鉛垂方向（即垂向），具體位置如下圖2.2所示。圖2.2車輛系統(tǒng)描述示意圖Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在車輛系統(tǒng)動力學中通常將車輛系統(tǒng)沿x、y、z三個坐標軸方向上的平動稱為伸縮、橫擺、浮沉；沿x、y、z三個坐標軸方向的轉動稱為側滾、點頭、搖頭。2.1.2軌道系統(tǒng)動力學一直以來為了合理的將車輛-軌道系統(tǒng)抽象成物理模型，學者們對軌道模型的物理描述方法進行了不懈的研究，形成了基于模型基本參數(shù)不同處理方式的兩種建模方法。圖2.3“半車-軌道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中參數(shù)模型：基于研究系統(tǒng)的實際情況，按照相應的等效原則將一個復雜、
【參考文獻】：
期刊論文
[1]WD-400W穩(wěn)定車穩(wěn)定裝置研制[J]. 張錦權,王樹海,王印軍. 機車車輛工藝. 2013(06)
[2]寬軌搗固車和穩(wěn)定車輪對有限元分析與評定[J]. 楊俊杰,李勝,胡高華. 機車車輛工藝. 2013(02)
[3]彈性長枕無砟軌道動剛度垂向耦合動力及能量分析[J]. 伍曾,劉學毅. 鐵道學報. 2012(02)
[4]車輛蛇形運動狀態(tài)下重載鐵路輪軌系統(tǒng)振動特性[J]. 王開云,劉鵬飛. 工程力學. 2012(01)
[5]動力穩(wěn)定車穩(wěn)定頭垂直下壓力控制系統(tǒng)技術改造的探討[J]. 馬占川. 鐵道建筑. 2008(08)
[6]城市軌道交通系統(tǒng)軌道結構隨機動力響應分析[J]. 徐勁,謝偉平,蔣滄如. 路基工程. 2008(01)
[7]應用多體有限元混合法對復雜結構疲勞壽命仿真[J]. 繆炳榮,肖守訥,張衛(wèi)華,金鼎昌,陽光武. 機械強度. 2008(01)
[8]WD320型穩(wěn)定裝置振動分析[J]. 孫建英,杜利偉. 現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè). 2007(12)
[9]考慮車體彈性效應的鐵道客車系統(tǒng)振動分析[J]. 曾京,羅仁. 鐵道學報. 2007(06)
[10]六軸機車在彈性結構軌道上耦合動力學模型[J]. 封全保,孫守光,劉建新,王開云. 農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程. 2006(04)
博士論文
[1]動力穩(wěn)定車新型穩(wěn)定裝置動力學及失效研究[D]. 韓世昌.昆明理工大學 2017
[2]輪軌接觸特性及鋼軌損傷因素的理論及試驗研究[D]. 劉洋.蘭州交通大學 2016
[3]基于柔性輪對的動車組輪軸疲勞壽命研究[D]. 徐傳來.西南交通大學 2014
[4]軌道結構隨機振動和Ⅲ型軌枕可靠性研究[D]. 李斌.西南交通大學 2011
碩士論文
[1]快速貨車輪軌橫向沖擊動力學特性研究[D]. 馬波.蘭州交通大學 2017
[2]高速車輛剛柔耦合動態(tài)響應及輪對疲勞壽命研究[D]. 吳正習.蘭州交通大學 2016
[3]動力穩(wěn)定車穩(wěn)定裝置參數(shù)優(yōu)化及剛柔耦合分析[D]. 王軍.昆明理工大學 2016
[4]CRH2型動車組車輪疲勞強度分析及輪徑限度研究[D]. 趙亮.北京交通大學 2015
[5]基于車輛—軌道結構垂向耦合系統(tǒng)的數(shù)值積分方法的應用與研究[D]. 程力.蘭州交通大學 2015
[6]軌道動力穩(wěn)定車主車架結構疲勞強度研究[D]. 謝耿昌.西南交通大學 2014
[7]鐵路貨車車輪疲勞分析方法研究[D]. 肖兵.北京交通大學 2012
[8]考慮多節(jié)車的高速列車/軌道耦合動力學研究[D]. 凌亮.西南交通大學 2012
[9]動力穩(wěn)定車車架動力學性能分析[D]. 李偉成.昆明理工大學 2011
[10]基于典型工況下某動力穩(wěn)定車轉向架動力學特性研究[D]. 劉光偉.昆明理工大學 2011
本文編號：3400752
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