一、提速机车动力学性能测试及安全性和平稳性评估指标的探讨(论文文献综述)
张瑞东[1](2021)在《基于自适应模糊PID方法的动车组横向振动控制研究》文中进行了进一步梳理随着交通运输业的发展以及列车运行速度的不断提高,人们对动车组车辆的运行安全性和其乘坐舒适度有了更高的要求。然而,由于各种外部环境的影响,高速车辆在运行过程中往往会产生多个方向上的车体摇晃,其中列车在横向振动方向上尤为突出,这极大地影响了乘客的乘坐舒适度,甚至严重时会发生重大的安全事故。有两种方式可以改善车辆的横向振动,一是通过改善既有线路条件,二是通过优化车辆的悬挂参数,而第一种在成本上太难实现,所以关于列车横向振动的悬架控制研究引起了国内外学者的广泛关注。本文就半主动悬架系统提出一种自适应模糊PID控制策略,并与其他控制策略的控制效果在车辆动力学性能指标下进行对比,本文的主要内容如下:(1)通过分析横向振动机理,在影响列车横向振动的十七个自由度上建立了半主动悬挂系统的横向振动动力学微分方程。利用ADAMS/Rail建立了某型动车组模型,通过研究轨道不平顺,对各国轨道谱做了简单的介绍,最后选取应用在高速列车研究中最为完善的德国低干扰轨道谱作为外界轨道激励信号。对模型进行动力学分析,得出其动力学性能指标符合列车的安全运行限值,即所建立模型是正确合理的。(2)在选取合适的轨道谱作为轮轨模型的激励输入后,为了使轨道谱可在时域上进行仿真的需要,选取傅里叶逆变换法为功率谱密度函数的数值模拟方法,将其转换为可进行模拟仿真的时域样本,并对其方向不平顺进行仿真分析。其次对作为列车控制联合仿真系统执行机构的阻尼器进行研究,选用磁流变阻尼减振器作为本文半主动悬架的减振器类型。并对磁流变阻尼器进行机理分析,分析阻尼器输出力与输入电流的关系,为后面半主动悬架控制系统的设计打下基础。(3)考虑到车辆系统的复杂性,将模糊自适应控制原理与传统PID控制相结合建立了一种新型的自适应模糊PID控制策略。由于PID参数需要人工经验调节既费时又不能确保达到最佳性能,根据粒子群优化算法可对参数进行最优化选择的特点,对PID控制器的初始参数进行优化设计,最终完成了对列车半主动悬架控制器的设计。(4)利用ADAMS-MATLAB联合仿真,对列车运行时各项性能评价指标的仿真结果进行分析。通过平稳性指标分析得出,所设计控制器对列车横向振动的控制效果有了明显的提升,同时证明了所设计控制器在列车半主动悬架控制中的有效性。
朱爱华[2](2020)在《地铁车轮磨耗及其对动力学性能影响的研究》文中研究指明随着地铁客流的增大和发车频次的增加,地铁车轮磨耗问题日益严重,车轮磨耗影响因素及预测研究对减轻轮轨磨耗和降低镟修成本具有重要的指导意义。针对地铁车辆客流实时变化、启动制动频繁、曲线比例较高等运行特点,本文以地铁车轮为研究对象,结合现场实测客流、磨耗和动力学数据,分析了时变载重、时变速度、动态车轮型面、摩擦系数和磨耗系数五个影响因素对地铁车轮磨耗的影响。首先,针对客流动态变化引起的时变载重和车辆牵引制动引起的速度变化,建立了基于变载和变速工况的地铁车轮磨耗仿真模型;然后,针对车轮型面随运行里程的动态变化,综合考虑轮轨磨耗性能和车辆曲线通过能力,提出了基于动态车轮型面的轮轨摩擦系数评价方法。接下来,针对磨耗系数选取的不确定性,运用特定里程的实测磨耗数据对磨耗系数进行优化,建立了数据-模型融合驱动的地铁车轮磨耗预测模型,并用实测值进行了验证。最后,在实测车轮磨耗和不圆数据的基础上,进一步研究了车轮损伤的非对称因素和耦合损伤因素对地铁车辆动力学性能的影响,建立了地铁车轮非对称不圆与磨耗耦合损伤动力学模型。取得的主要成果和结论如下:(1)根据地铁车辆客流实时变化和频繁启动制动的特点,提出了基于动态客流的车体时变载重计算方法,建立了随时间和位置变化的时变速度函数,构建了基于变载和变速工况的地铁车轮磨耗仿真模型。通过联合车辆动力学模型、变载设置模型、变速设置模型、轮轨接触模型、材料磨损模型和踏面更新模型,计算分析了变速情况下恒载、变载两种工况的车轮磨耗仿真结果,并与实测磨耗数据进行了对比。结果表明,相比恒载工况,变载工况下的车轮磨耗计算结果与实测车轮磨耗数据更加接近,且随着运行里程的增加,变载变速模型的计算优势越来越明显,其计算结果与实测值渐趋吻合。因此,考虑客流变化和速度变化因素建立的基于变载和变速工况的地铁车轮磨耗仿真模型的预测精度有了较大的提升,为车轮磨耗的仿真预测和镟修提供了更为准确的依据。(2)针对车轮型面随运行里程的动态变化,综合考虑轮轨磨耗性能和车辆曲线通过能力,提出了基于动态车轮型面的轮轨摩擦系数评价方法。用S型曲线模拟某实际运行区间路段,以磨耗指数和脱轨系数作为评价指标,通过地铁车辆系统动力学模型和磨耗模型,计算分析了4种实测车轮磨耗型面、7个不同摩擦系数值对磨耗指数和脱轨系数的影响规律,得到了不同车轮磨耗型面对应的摩擦系数建议值。研究结果表明,标准车轮型面对应的最佳摩擦系数区间为0.10.15,5万、8万、14万公里车轮型面对应的摩擦系数最佳区间为0.10.2、0.10.2、0.10.15;通过轮轨润滑技术调整摩擦系数,0万、5万、8万、14万公里车轮型面的磨耗指数最大值可分别降低71%、73%、69%、56%。因此,从不同运行里程下的车轮动态型面角度进行摩擦系数评价,可以更有效地降低轮轨磨耗,为地铁曲线线路的轮轨摩擦控制提供技术支持。(3)针对磨耗系数选取的不确定性,提出了基于实测数据的磨耗系数优化方法,构建了数据-模型融合驱动的地铁车轮磨耗预测模型。以某一特定运行里程的实测磨耗数据为训练样本,采用遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法和禁忌搜索算法分别对Jendel磨损模型中的磨耗系数进行优化,并比较了四种算法在不同线路和运行里程下的计算结果,考虑优化精度和计算时间,粒子群优化算法最好。在磨耗系数优化的基础上,构建了数据-模型融合驱动的地铁车轮磨耗预测模型,对地铁在其他运行里程下的车轮磨耗进行仿真与预测,并与实测数据进行比较。研究结果表明,基于实测数据的磨耗系数优化方法有效减少了凭经验选择磨耗系数的不确定性,降低了实验数据成本;数据-模型融合驱动的地铁车轮磨耗预测模型结合了模型预测和数据预测的优点,提高了车轮磨耗预测的精度,为车轮磨耗仿真预测提供了一种新的途径。(4)针对实际线路中出现的车轮非对称损伤和耦合损伤现象,结合地铁车轮实测磨耗和不圆损伤数据,提出了基于车轮非对称不圆和磨耗耦合损伤的车辆动力学分析方法,建立了地铁车轮非对称不圆与磨耗耦合损伤动力学模型,研究了非对称损伤和耦合损伤对车辆系统动力学性能的影响。分析了非对称不圆和对称不圆、非耦合损伤和耦合损伤、非对称耦合损伤和对称耦合损伤的车辆动力学性能计算结果,并与实测结果进行对比。结果表明,非对称不圆工况的轮轨垂向力、脱轨系数和轮重减载率明显增大;耦合损伤中,磨耗变化对轮轨横向力、轮轴横向力和脱轨系数影响较大,对轮轨垂向力影响较小;与对称耦合损伤工况相比,非对称耦合损伤的垂向振动加速度峰值和平稳性指标更大,与实测数据更贴近。因此,考虑车轮非对称损伤和耦合损伤因素建立的车轮非对称不圆与磨耗耦合损伤动力学模型有利于计算结果的准确性,对地铁车轮的检修和维护具有参考意义。
王中祥[3](2020)在《驮背车测力关节连接器的研究》文中进行了进一步梳理驮背运输具有安全可靠、节能环保、经济实惠等优点,是一种“门到门”运输的公铁联运方式,具有良好的社会经济优势。我国驮背车的成功研制,促进了驮背运输装备技术的快速提升,具有开创意义,作为驮背运输车关键部件的关节连接器,其承受的外部载荷是强度设计的重要参照。因此准确识别实际行车过程中该关节连接器结构所受到的外部载荷情况,建立高置信度的标准化载荷谱,对关节连接器的合理设计、驮背车编组的优化和行车安全等具有指导意义。本文主要工作如下:(1)以关节连接器为研究对象,建立短编组八联式驮背车模型,开展对驮背车的动力学性能、关节连接器的运动行为以及所受纵向、横向和垂向载荷的研究。(2)结合关节连接器结构和运营载荷工况特点,采用接触与装配的有限元分析方法校核该型关节连接器的静强度,并给出可行性建议。(3)利用AAR标准中给定的关节连接器载荷谱和有限元仿真结果,进行关节连接器装配体中各个零件的疲劳寿命评估,得出该型关节连接器满足500万公里或25年的使用要求的结论,且制定了动应力实测方案,便于后续运用实测动应力数据进行疲劳评估。(4)基于以上动力学分析和结构强度结果,给出了关节连接器纵向、横向和垂向的载荷识别方案,确定了贴片的位置和组桥方案,然后计算各载荷在各载荷识别点响应和耦合度,进一步说明了选取的各载荷识别点的准确性。图68幅,表31个,参考文献85篇。
郑玉强[4](2019)在《高速列车横向半主动控制策略研究与分析》文中指出列车悬架系统的减振性能的优劣会严重影响其行车的平顺性和乘客乘坐舒适性。一般而言,高速列车运行过程中的垂向动力学性能基本可以满足,但横向振动问题至今都没有得到有效的解决,因此亟待需要对高速列车悬架系统的横向动力学问题进行控制策略的研究和设计,找出抑制列车横向振动和改善悬架横向稳定性的有效方法。本文首先综述了列车主动、半主动悬架控制技术的发展趋势以及应用现状,通过对比分析印证了半主动控制技术是研究的主要方向,并介绍了半主动悬架控制的几种常用策略,以及分析比较了各种方法的优缺点。其次,基于一种频域功率谱等效的新算法,利用傅里叶逆变换对我国三大干线轨道功率谱进行数值变换,为列车横向动力学模型的建立提供时域仿真激励。根据高速列车悬架系统的结构特点,通过Matlab/Simulink软件的function模块建立27自由度高速列车横向简化动力学被动模型。在充分研究各种控制策略的基础上,本文从提高运行平顺性和乘坐舒适性的角度分析,针对高速列车悬架系统的横向半主动控制设计了多种控制器,即基于传统PID控制的半主动悬架控制、基于模糊控制的半主动悬架控制、基于自适应的模糊PID控制和基于PSO寻优的改进型多模态半主动悬架控制。与被动悬架的性能指标相比,采用模糊控制,PID控制和自适应模糊PID控制在同等工况条件下,均对改善列车悬架的4个轮对、前后构架和车体的横向位移,横向加速度,以及构架和车体的侧滚角位移和侧滚角加速度具有较好的控制效果,有效提高了列车行驶的平顺性和乘车稳定性。但为了避免自适应模糊PID控制自身增益参数和因子参数的不可调节的缺点,改进设计出了一种多模态的半主动控制策略;仿真结果表明,多模态的控制方法较前者更有效的提高列车运行的舒适性和安全性,使高速列车具有更好的综合性能。
王少聪[5](2019)在《B0-B0机车横向晃动现象研究》文中研究表明随着社会经济的发展,中高速铁路线路在我国铁路网中所占的比例越来越大,但其旅客列车主要以动车组为主。动车组适用于高速铁路网和高速城际交通,对于跨既有铁路网和高速铁路网运行的长途客运而言,时速160200km/h的动力集中式动车组的方式越来越受到关注,动力集中动车组采用机车牵引但与客车固定编组的运行模式具有一定的优越性。针对实现既有普速与新建高铁线路的互联互通的动力集中动车组需求,我国研制了某200km/h B0-B0交流传动客运电力机车。该电力机车在投入实际运行后反应出横向晃动较为突出的问题,表现为在130km/h200km/h速度范围内,机车车体始终存在一个1Hz左右的低频横向振动,车体前后端存在相位差,严重影响了乘坐舒适性和安全性。为了解决该低频晃车问题,本文建立了机车动力学模型,研究了转向架蛇行模态与车体固有振动模态之间的耦合关系,分析了等效锥度对低频晃车的影响,采用根轨迹法分析了该车辆系统的振动特性,明确了低频晃车产生的原因,并结合机车振动特性、机车平稳性和机车横向振动频谱特性的变化探究了关键悬挂参数对低频晃车的影响,最终提出了整改措施。本文的主要工作和结论如下:1)蛇行运动的最大特点是它的频率随着速度的增加而增加,而车体固有自振频率通常不随速度变化,因此在某些速度范围内,转向架的蛇行运动频率可能会因为接近车体固有悬挂频率而产生共振,最终恶化该速度区间内车辆运行的平稳性。从动力学仿真计算中可以看出,轮对、电机、构架、车体同时存在一个1.3Hz左右的横向振动,说明低频晃车发生时,车体和转向架是一起振动、相互耦合的,这与一次蛇行的特点较为吻合。2)计算分析了等效锥度对低频晃车的影响,结果表明等效锥度较大时,机车前后司机室横向平稳性指标和横向振动加速度幅值远小于新轮情况,平稳性曲线不再出现局部峰值,第一轮对横移极限环可以快速收敛;等效锥度较小时,机车前后司机室的横向平稳性显着恶化,机车横向振动向低频发展且振幅显着增大,第一轮对横移极限环不能有效衰减,出现了失稳的情况。较低锥度下动力学仿真得到的低频晃车现象与机车实际运行中表现出的低频晃车十分吻合。3)采用根轨迹法分析了车辆系统的振动特性,从根轨迹图中可以看出,转向架蛇行模态与车体固有横移模态是相互耦合的。在低锥度情况下,“前转向架蛇行及车体显着的侧滚、摇头”复合特征振动的特征根实部在速度超过150km/h时不再为负值,该耦合振动阻尼比不足是低频晃车产生的根本原因。4)从改变上述异常振动特性的角度出发,分析了低锥度情况下主要悬挂参数对低频晃车的影响。研究结果表明,较小的抗蛇行减振器角度、较小的轴箱纵向刚度、较小的电机减振器阻尼、较小的抗蛇行减振器阻尼、较小的二系水平刚度均能不同程度上提高“前转向架蛇行及车体显着的侧滚、摇头”复合特征振动的阻尼比,降低车体横向振动的加速度和横向平稳性指标,其中减小抗蛇行减振器安装角度对低频晃车的抑制效果最为显着。从减小抗蛇行减振器角度、减小轴箱纵向刚度、减小电机减振器阻尼等3个方面对机车进行综合整改,可以有效抑制转向架蛇行模态与车体固有横移模态之间的耦合共振,提高一次蛇行的临界速度,显着改善低频晃车。非线性计算结果表明,综合整改后机车动力学性能满足安全运用的要求。现场试验的结果验证了前述分析的正确性,整改方案取得了成功。
周义昌[6](2019)在《二系悬挂参数对某型重载机车与102型钩缓装置动态相互作用性能的影响研究》文中研究指明目前,重载机车车钩系统中主要采用两种钩缓装置,一种是具有摩擦弧面的摩擦式车钩;另一种是装配弹性挡块的挡肩式车钩。13A车钩作为一种典型的摩擦式车钩已经被广泛地应用于国内的HXD1、HXD2重载机车,但该车钩在实际运用过程中逐渐暴露出车钩转角过大、车体横向错位严重等问题,影响了重载列车的安全运行。102型挡肩式车钩由于自由摆角小,在运用中车体横向错位可得到有效控制,但尚未被广泛使用,该型车钩能否与上述重载机车性能匹配?这是值得关注的问题。因此,本论文以某型八轴重载机车为研究对象,开展了二系悬挂参数对重载机车与102型钩缓装置动态相互作用性能影响的研究,以期为重载机车钩缓装置选型、参数匹配及安全运用提供理论依据和技术支撑。本文首先介绍了重载机车转向架的结构特点和102型钩缓装置的稳钩机理,理论分析了车体与车钩动态相互作用的规律,车体的摇头角与车钩的摇头角成正相关,接着应用车辆动力学理论及动力学仿真分析软件SIMPACK,建立了重载列车“1+1”编组简化分析模型。借助重载列车动力学模型,研究了重载机车二系悬挂参数如二系横向刚度、横向止挡间隙和止挡刚度对车体与车钩动态相互作用性能的影响规律,较小的二系横向刚度和止挡刚度、较大的止挡自由间隙和弹性间隙可以降低轮轴横向力和脱轨系数,但会增加钩肩的承载力;当二系横向刚度选择0.5MN/m且止挡弹性刚度为1.11MN/m时,止挡自由间隙和弹性间隙之和应不小于40mm,其中,自由间隙应不小于30mm,弹性间隙应不小于10mm,方可得到较小的脱轨系数和轮轴横向力值。基于上述研究,提出了102型钩缓装置与重载机车性能相互匹配的优化参数方案,具体为:二系横向刚度0.5MN/m,止挡弹性刚度1.11MN/m,横向止挡自由间隙35mm和弹性间隙15mm。最后校核了采用优化方案后“1+1”编组重载列车在直线和曲线轨道上承受纵向压钩力时的动力学性能。研究结果表明:单机直线惰行时各项安全性指标均小于限值,与采用原方案的动力学性能差别不大,均能满足行车安全要求,且单机曲线通过性良好;“1+1”牵引2万吨列车在直线轨道上运行时,受到2200kN和2500kN纵向压钩力时,机车各动力学指标均小于安全限值,满足行车安全要求;1+1牵引2万吨列车以不高于40km/h速度通过半径600m曲线轨道、以不高于50km/h速度通过半径800m曲线轨道、以不高于80km/h速度通过半径1400m曲线轨道时,均可承受2200kN纵向压钩力,满足“1+1”牵引2万吨重载列车行车安全性要求,装配102型钩缓装置的重载机车纵向承压能力良好。
张兵奇[7](2018)在《DGTC80Ⅱ探伤车悬挂系统参数优化及失效分析》文中研究说明钢轨是轨道交通线路的重要组成部分,它用来引导机车车辆的车轮前进,承受车轮的巨大压力,并将其传递到轨枕上。钢轨轨头内部横向疲劳裂纹(俗称核伤)曾引起许多断轨事故。钢轨探伤车作为钢轨探伤的专业设备,可以发现钢轨轨头内部缺陷。探伤设备安装在探伤车上,探伤车的运行平稳性对探伤车的钢轨伤损检出率有一定影响。提高探伤车的运行平稳性必须从动力学上着手。为了提高设计质量、减少设计风险,需进行钢轨探伤车的动力学仿真。本文介绍了转向架组成、各部作用及特点,对DGTC80II钢轨探伤车转向架进行了说明;按照车辆动力学模型简化原则对DGTC80II钢轨探伤车模型进行了简化处理,建立了 DGTC80II钢轨探伤车的SIMPACK动力学仿真模型;DGTC80II钢轨探伤车的动力学模型主要包含一个车体、两个构架、四个轮对、八个轴箱的多刚体系统;介绍了车辆临界速度、平稳性、曲线上安全性的评价方法;使用动力学模型对DGTC80II钢轨探伤车进行动力学分析,得到DGTC80II钢轨探伤车的非线性临界速度、不同速度的运行平稳性指标、通过不同曲线时的安全性指标;通过对轴箱纵向定位刚度、轴箱横向定位刚度、轴箱弹簧垂向刚度、一系垂向减振器阻尼系数、二系悬挂弹簧的垂向刚度、二系悬挂弹簧的横向刚度、二系横向减振器的阻尼系数进行参数优化,得到优化后的悬挂参数,使钢轨探伤车的动力学性能有所提高;最后进行了二系横向减振器失效工况下的动力学性能分析计算、踏面等效斜度为0.35时地铁车辆系统动力学性能分析计算、轮轨黏着系数为0.5时的曲线通过安全性分析计算,得到了钢轨探伤车动力学性能有一定的安全冗余的结论。
郭力荣[8](2018)在《制动条件下重载机车摩擦式车钩失稳机理及控制研究》文中指出重载机车摩擦式车钩稳定性能劣化诱发的车钩横向失稳问题,在实际运营中日益突出,扰乱了重载铁路正常的运输组织,威胁重载列车行车安全。因此,探明制动条件下摩擦式车钩动态行为及失稳机理,提出相应的安全控制技术对策,是当前迫切需要研究的课题。鉴于此,在西南交通大学列车与线路研究所的带领下,采用理论分析和现场试验相结合的研究方法,开展了制动条件下重载机车摩擦式车钩失稳机理及安全控制的研究,本论文作者作为主要人员参与了其中大部分研究工作。论文系统地分析了摩擦式车钩的稳钩机理,重点研究了钩尾摩擦弧面的稳钩机制,给出了车钩的自稳定临界转角计算公式,车钩自稳定临界转角一般不超过2.22°,研究了重载机车与车钩间的正反馈相互作用机制,分析了车体横向稳定性与车钩稳钩能力间的关联关系,给出了压钩力作用下车体摇头角和车钩摆角的计算公式。试验研究了制动条件下车钩失稳动态行为及特性,试验结果表明,机车和钩缓装置能在350kN压钩力作用下保持横向稳定。车钩失稳后,车体摇头角与车钩摆角始终呈反向的正相关关系,机车车体和构架横向振动加速度明显增大,其振动主频均为1.2Hz,机车构架有横向蛇行运动失稳风险,降低了机车运行品质。考虑摩擦式车钩服役条件、制造及安装误差以及与重载机车相互作用关系,建立了重载机车-摩擦式车钩理论分析模型,包括重载机车子模型、钩缓装置子模型,货车车辆模型视为亚元模型,并利用现场试验数据,验证了模型计算结果的合理性和准确性。理论分析模型能较准确地模拟制动条件下摩擦式车钩的失稳动态行为及与机车相互作用关系,可用于研究车钩、机车关键参数对车钩稳钩能力的影响,为车钩稳定性安全控制研究提供了理论分析模型和技术手段。现场调研发现,车钩装配精度低,且扁销孔和梨形孔有较大几何误差,导致连挂车钩存在初始扭转力矩,削弱了车钩稳钩能力,应提高钩缓装置的制造、装配精度。基于理论分析模型,分析了钩尾弧面摩擦系数对车钩稳钩能力的影响规律,计算结果表明,对于万吨重载列车而言,摩擦式车钩钩尾弧面摩擦系数应不小于0.35;探讨了钩尾弧面半径与前从板弧面半径的匹配关系,仿真结果表明,适当地增加摩擦弧面的半径之差能改善车钩稳钩能力;分析了扁销引起的轮轴横向力瞬时超标问题,提出了车钩钩尾结构的改进方案,理论分析了优化后车钩的稳钩能力和机车行车安全性,并建议优化后车钩最大摆角不大于4°。在此基础上,开展了大量现场试验研究,试验研究结果表明,增大钩尾弧面摩擦系数能有效抑制车钩失稳,但车钩稳钩性能劣化十分迅速,基于此给出了车钩检修养护建议;优化后车钩能有效控制制动条件下摩擦式车钩的横向摆动,对机车动态性能影响较小。对机车结构进行了现场调研与静态几何参数的测量,测量结果表明,车体底架前、后车钩箱存在普遍的不对中现象,车钩箱综合横向偏差约为816mm,这是导致车钩钩尾偏磨的重要原因,应提高机车制造精度,严格控制前、后车钩箱横向偏差。基于理论分析模型和现场试验,研究了车钩箱偏差、牵引点位置、二系横向减振器布置方式、二系横向刚度、二系横向止挡参数对车钩稳钩性能的影响,评估了机车各参数抑制车钩失稳的效果,分析了机车动态性能变化规律。理论分析结果表明,机车车钩箱偏差应控制在4mm以内;牵引点位置和二系横向减振器布置方式对摩擦式车钩受压稳定性能影响较小;机车二系钢簧横向刚度对摩擦式车钩受压稳定性能有一定的影响,增大二系钢簧横向刚度能改善机车车体稳钩能力;机车二系横向止挡参数对摩擦式车钩受压稳定性能有重要影响,减小止挡自由间隙、增大止挡刚度和纵向间距均能提高机车车体稳钩能力,减小制动条件下车体最大摇头角和车钩最大摆角。现场试验结果表明,将机车二系钢簧横向刚度值增加至600kN/m,与原方案试验结果相比,车钩摆角和车体摇头角分别减小23%、11%,但对机车动态性能有较大影响,增大了机车车体振动加速度,恶化机车运行品质;机车止挡自由间隙减小至10mm方案的稳钩效果与止挡刚度增大至7.87MN/m方案的稳钩效果接近,与原方案试验结果相比,车钩摆角和车体摇头角的降幅分别为40%、20%,这两种试验方案对机车动态性能影响较小,主要影响制动条件下机车车体横向平稳性。最后,针对包西铁路万吨重载列车电制动时摩擦式车钩严重失稳问题,分析了包西铁路摩擦式车钩失稳原因,评估了不同改进方案的稳钩效果,提出了切实可行的改进方案,主要技术措施为:二系横向止挡自由间隙减小至10mm,同时止挡刚度值增加至7.87MN/m。利用本论文建立的理论分析模型,评估了采用改进方案的机车在不同线路条件运行时制动、牵引状态下的机车动态性能和行车安全性能,理论分析结果表明,改进方案能有效限制制动条件下车钩和机车车体横向摆动,机车通过R300小半径曲线轨道时机车安全性指标满足要求。在此基础上,开展了2次现场试验,试验研究改进方案的实际稳钩效果,获得了不同工况的车钩力、车钩摆角、车体摇头角及机车车体的振动加速度。试验结果表明,采用改进方案后,最大车钩摆角仅为5.37°,与原方案线路试验结果相比,减小了43.7%,机车车体未出现明显错位现象,机车运行平稳性等级为优级,机车运行安全性指标值均小于安全限值,满足行车安全要求。由此可见,改进方案能有效提高摩擦式车钩稳钩能力,抑制制动条件下机车车体横向错位现象。
田国英[9](2015)在《高速铁路轨道不平顺功率谱及其与行车品质关系研究》文中提出轨道不平顺表征了轨道结构的宏观几何状态,是轨道结构综合性能和承载能力的重要体现。我国高速铁路历经跨越式发展,已具备相当规模,但存在着运营时间短、管理经验少等不足,对高速铁路轨道不平顺的基本特征及其与高速行车品质关联关系的认识尚不深入细致,轨道不平顺管理标准也处于试用阶段,尚存在完善的空间。在此背景下,本文在总结和吸收前人研究成果基础上,针对高速铁路开展了轨道不平顺功率谱及其与行车品质关系的研究。首先,综合运用数据预处理方法、功率谱密度估计方法和曲线拟合方法,系统地研究了高速铁路轨道不平顺谱的构建方法,编制了用于高速铁路轨道不平顺谱分析和构建的程序TIPSDAC。在此基础上,分别以200~250km/h和250~350km/h速度等级高速铁路轨道不平顺实测数据为例,获得了典型高速铁路的轨道不平顺谱,并分析了其频率特征,进而与国内外已有高速铁路轨道谱进行了对比分析。然后,基于车辆—轨道耦合动力学理论,编制了用于分析高速行车动力性能的高速车辆—轨道(板式轨道和有砟轨道)耦合动力学分析程序,并运用商业软件SIMPACK和现场动力学试验数据对自编程序进行了验证,说明了仿真程序的正确性和可靠性。接着,基于高速车辆—板式轨道耦合动力学模型,分析了谐波型和随机型轨道不平顺(高低、轨向、水平和轨距等)对高速车辆动力学性能的影响,具体包括单个谐波和连续谐波不平顺的波长、幅值对各动力学指标的影响规律,以及随机不平顺激扰下各动力学指标在时域、频域的变化特征。以250~400km/h为分析速度域,针对单个谐波轨道不平顺,计算分析了其在1-200m波长下的幅值限值和各波长限值的动力学指标控制特性。根据上述计算结果,提取了单个谐波和连续谐波轨道不平顺中对行车品质影响较大的敏感波长成分。最后,在对比分析我国与国外高速铁路轨道不平顺管理标准差异的基础上,提出一种利用高速铁路轨道不平顺谱估算随机不平顺限值的方法。应用该方法,以中国高速铁路无砟轨道不平顺谱为输入激扰,估算了我国典型高速车辆以250~400km/h速度在板式无砟轨道上运行时,轨道高低、轨向、水平和轨距不平顺在四种管理等级下的幅值限值,并将所估算限值与单个谐波不平顺(10m和40m波长)限值及国内外高速铁路轨道不平顺管理标准进行了对比。此外,基于轨道随机不平顺限值的估算方法,对高速铁路轨道不平顺谱的限值问题进行了研究,提出了250~400km/h行车速度域内的高速铁路轨道不平顺谱建议限值,并说明了利用轨道谱限值评判线路平顺状态的方法。综合以上分析,对我国高速铁路轨道不平顺管理标准的进一步完善提出了建议。
李艳[10](2013)在《高速列车动力学参数影响度的研究与应用》文中认为近半个世纪高速铁路理论、技术和经验的累积,不断创造着高速轮轨交通奇迹。世界高速列车发展循序渐进,具有较强技术继承性和延续性,因服役需求、环境和技术体系的差异形成了多派系车型技术。以高速转向架设计为例,不同速度等级结构特点不同,速度级越高,结构越简洁,各部件功能分工越明确,模块化设计越体现;结构决定功能,同速度级下转向架设计理念/方法具有共性,速度越高,转向架设计共识越多。结构选型越来越趋同的转向架,其性能进一步提升则必须依赖于参数,参数决定性能,悬挂系统刚度与阻尼的搭配和结构属性参数的确定,决定着转向架、车体以及列车振动特性。车辆设计性能的充分保证,除了设计值优选,还涉及服役中参数性能退化的控制,其中部件状态监控、部件功能维修是有效有段。参数范围决定着性能的变化范围,掌握参数影响特性和服役变化特性,并加以利用,是控制车辆动力学性能域的根本。围绕国家重点基础研究发展计划(973计划)——高速列车安全服役关键基础问题研究(2007CB714700)的子课题“高速轮轨系统的动态行为与性能演变规律”和“十五”国家科技支撑计划课题——中国高速列车关键技术研究及装备研制(2009BAG12A00)的子课题“高速列车共性基础及系统集成技术”和“高速转向架技术’等项目而开展研究,主要开展的研究工作如下:(1)对世界高速列车、高速转向架发展概况分别以不同国别和不同速度等级划分进行了描述,提取了高速转向架的设计共识;结合国内外高速列车运营维护、维修等现状,明确了车辆参数完备的设计特性和服役特性研究的意义。基于国内外控制车辆横、垂、纵三向运动的动力学参数的研究现状以及车辆服役过程中的参数偏差研究现状,确定了本文研究的基本框架、方向及内容。(2)基于多体动力学理论,建立了车轮、车辆和列车模型,明确了三大动力学性能和车辆振动频率的评价指标;将参数分类为结构参数和悬挂参数,利用正交试验设计法和全面试验法研究其对车辆直线和曲线动力学性能的影响。(3)利用敏感性分析、影响曲线拟合以及基于影响度的参数域确定方法,进行参数灵敏度对比。对于车辆稳定性,首先进行单个结构和悬挂参数的影响度分析,并结合部件的极端故障变化影响特性,提取对非线性临界速度的显着影响因子,如簧上质量Mc、等效锥度λ、抗蛇行阻尼Csx、横减阻尼Csy和一系纵向定位刚度Kpx;再对显着影响参数进行两结构参数(Mc-λe)、三悬挂参数(Cc-Csy-Kpx)、结构和悬挂参数组合(Mc-Csx-Kpx和λe-Kpx-Kpy)同时变化的影响度分析。并发现,多参数影响与单参数影响存在一定差别,既可加强稳定性,亦有减弱的趋势。利用二维曲线图表、三维域度分析方法,以车辆安全域为目标,直观地提出参数域选择以及进一步改进的方向。(4)将参数对稳定性的影响度研究思路,应用于参数对车辆安全性、平稳性以及振动频率特性的影响度分析中。车辆安全性和平稳性结合车辆直线和曲线通过性能共同描述,并研究了两个速度等级300km/h和350km/h的参数影响。簧下质量Mw,与Mc、Csx和k一并对减载率、脱轨系数和轮轴横向力等安全性指标的影响显着;Mc、Csc和Kpx是影响车辆横向平稳性的重要参数,而对垂向平稳性而言,空簧垂向刚度和阻尼是重要因子。结构和悬挂参数间交互作用的影响亦不容忽视。性能评价指标不再单一,这为参数域的确定增添了更多的约束条件。(5)对比分析了五种轨道不平顺下车辆位移和加速度的响应特性,提出对线路服役状态控制的必要性。车辆振动频率主要针对蛇行频率、悬挂自振频率而展开,将速度参数亦引为主要分析对象,特别对蛇行频率特性进行了仿真和台架试验研究。(6)研究了车辆参数设计域、服役域和维修域变化特性,调研了国内高速转向架检修特点和服役故障分布特点,结合参数对车辆性能的影响度研究结论,对车辆结构和悬挂参数的状态及其对应的车辆状态进行了讨论。(7)基于结构和悬挂参数对稳定性的影响度研究,提出了车辆稳定性的“开环”控制思路,清晰地描述了车辆稳定性的设计理念;再结合车辆的服役特性,引入“闭环”控制理念,添加了对服役失稳现象的快速调整策略。国内CRH系列不同速度级车型的升级设计实例充分验证了稳定性控制策略的正确性和工程意义。(8)基于结构和悬挂参数对平稳性的影响度研究,提出了车辆平稳性的“开环”控制思路,从“输入信号”开始控制,并对“系统特征”传递路径(中间过程)进行控制,以此保证最后优良的“输出结果”。平稳性控制思路同样亦在CRH系列不同速度级车型的升级设计实例中得到验证。
二、提速机车动力学性能测试及安全性和平稳性评估指标的探讨(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、提速机车动力学性能测试及安全性和平稳性评估指标的探讨(论文提纲范文)
(1)基于自适应模糊PID方法的动车组横向振动控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 选题背景与研究意义 |
1.2 半主动悬挂系统发展及研究现状 |
1.2.1 半主动悬挂系统控制策略 |
1.2.2 半主动悬挂系统研究及应用现状 |
1.3 论文主要内容和技术路线 |
2 动车组半主动悬架横向振动建模 |
2.1 建立动车组车辆横向半主动悬挂模型 |
2.1.1 横向半主动悬架模型 |
2.1.2 建立车辆系统动力学方程 |
2.2 ADAMS/Rail软件介绍 |
2.3 建立列车模型 |
2.3.1 建立模板 |
2.3.2 列车子系统的建立 |
2.3.3 整车模型的建立及模型验证 |
2.4 本章小结 |
3 轨道不平顺及磁流变阻尼器研究 |
3.1 轨道不平顺 |
3.2 各国轨道谱 |
3.2.1 美国轨道谱 |
3.2.2 德国轨道谱 |
3.2.3 中国轨道谱 |
3.2.4 中国与国外典型轨道谱的比较 |
3.3 轨道不平顺的数值模拟方法 |
3.4 磁流变阻尼器模型的建立 |
3.4.1 可控阻尼减振器的选用 |
3.4.2 磁流变液 |
3.4.3 磁流变阻尼器模型 |
3.5 本章小结 |
4 模糊PID控制器的设计 |
4.1 模糊控制理论概述 |
4.1.1 模糊控制理论研究 |
4.1.2 模糊控制的特点 |
4.1.3 模糊控制器的分类 |
4.2 自适应模糊PID控制与优化方法概述 |
4.2.1 自适应模糊PID控制 |
4.2.2 粒子群优化算法 |
4.3 自适应模糊PID控制器的设计 |
4.3.1 确定输入输出变量 |
4.3.2 隶属度函数 |
4.3.3 建立模糊控制规则 |
4.4 自适应模糊PID控制器的优化 |
4.5 本章小结 |
5 高速列车半主动悬架控制联合仿真 |
5.1 动力学性能评价方法 |
5.1.1 运行平稳性 |
5.1.2 运行安全性 |
5.2 高速列车半主动悬架ADAMS与 MATLAB联合建模 |
5.2.1 联合仿真方法 |
5.2.2 联合仿真模型 |
5.3 Adams与 MATLAB联合仿真结果 |
5.3.1 运行平稳性仿真分析 |
5.3.2 运行安全性仿真分析 |
5.4 本章小结 |
结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间的研究成果 |
(2)地铁车轮磨耗及其对动力学性能影响的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状及分析 |
1.2.1 轮轨滚动接触理论 |
1.2.2 轮轨磨耗影响因素研究现状 |
1.2.3 国内外轮轨磨耗预测研究现状 |
1.2.4 车轮损伤对车辆动力学性能的影响 |
1.2.5 存在的问题 |
1.3 本文研究内容及研究思路 |
2 基于变载和变速工况的地铁车轮磨耗模型研究 |
2.1 地铁客流数据分析 |
2.2 车辆系统动力学模型 |
2.2.1 多体动力学基本理论 |
2.2.2 地铁车辆系统动力学模型 |
2.2.3 地铁车辆动力学模型的构建 |
2.3 基于变载和变速工况的车轮磨耗仿真过程 |
2.3.1 变载设置模型 |
2.3.2 变速设置模型 |
2.3.3 轮轨滚动接触模型 |
2.3.4 材料磨损模型 |
2.3.5 车轮踏面平滑模型 |
2.4 基于变载和变速工况的车轮磨耗仿真分析 |
2.5 本章小结 |
3 基于动态车轮型面的轮轨摩擦系数研究 |
3.1 车轮磨耗型面跟踪测试与分析 |
3.1.1 车轮数据采集过程 |
3.1.2 车轮数据采集结果 |
3.2 轮轨磨耗计算 |
3.2.1 车辆动力学模型 |
3.2.2 轮轨接触模型 |
3.2.3 轮轨磨耗计算模型 |
3.3 脱轨系数 |
3.4 基于不同车轮型面的轮轨摩擦系数研究 |
3.4.1 不同车轮型面下摩擦系数对轮轨磨耗的影响 |
3.4.2 不同车轮型面下摩擦系数对脱轨系数的影响 |
3.4.3 基于不同车轮型面的摩擦系数分析 |
3.4.4 基于不同车轮型面的轮轨摩擦控制技术研究 |
3.5 本章小结 |
4 地铁车轮磨耗预测研究 |
4.1 数据-模型融合驱动的车轮磨耗预测方法主要流程 |
4.2 磨耗系数优化设计 |
4.2.1 Jendel材料磨损模型 |
4.2.2 磨耗系数的取值 |
4.2.3 磨耗系数优化设计的数学模型 |
4.2.4 基于遗传算法的磨耗系数寻优 |
4.2.5 基于粒子群算法的磨耗系数寻优 |
4.2.6 基于禁忌搜索算法的磨耗系数寻优 |
4.2.7 基于模拟退火算法的磨耗系数寻优 |
4.3 车轮磨耗预测物理模型 |
4.4 车轮磨耗仿真预测结果与实测数据对比 |
4.4.1 (1)号线路地铁车轮磨耗仿真与实测对比 |
4.4.2 (2)号线路地铁车轮磨耗仿真与实测对比 |
4.4.3 传统方法与不同优化算法的性能对比 |
4.5 本章小结 |
5 地铁车轮非对称不圆与磨耗耦合损伤对动力学性能的影响 |
5.1 实测车轮外型数据分析 |
5.1.1 实测车轮型面磨耗数据 |
5.1.2 实测车轮轮轨接触几何关系分析 |
5.1.3 实测车轮不圆数据分析 |
5.2 地铁车轮非对称耦合损伤动力学模型的构建 |
5.3 车辆系统动力学性能指标及评估标准 |
5.3.1 轨道结构动力作用评价指标 |
5.3.2 运行安全性评价指标 |
5.3.3 运动平稳性指标 |
5.4 非对称不圆对车辆动力学性能的影响 |
5.4.1 轮轨垂向力 |
5.4.2 轮轨横向力 |
5.4.3 脱轨系数 |
5.4.4 轮重减载率 |
5.5 非对称不圆与磨耗耦合损伤对车辆动力学性能的影响 |
5.5.1 轮轨横向力 |
5.5.2 轮轨垂向力 |
5.5.3 脱轨系数 |
5.5.4 轮重减载率 |
5.5.5 轮轴横向力 |
5.6 地铁车辆平稳性分析对比 |
5.7 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 主要结论 |
6.2 主要创新点 |
6.3 展望 |
参考文献 |
作者简历及攻读博士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(3)驮背车测力关节连接器的研究(论文提纲范文)
致谢 |
摘要 |
ABSTRACT |
1 引言 |
1.1 选题背景及意义 |
1.2 国内外驮背运输发展概况 |
1.3 国内外列车动力学研究现状 |
1.4 本论文的主要工作 |
2 驮背车动力学建模 |
2.1 25t轴重机车转向架动力学建模 |
2.2 关节连接器动力学建模 |
2.2.1 关节连接器介绍 |
2.2.2 关节连接器原理 |
2.2.3 关节连接器建模 |
2.3 机车牵引制动模型 |
2.3.1 牵引特性 |
2.3.2 制动特性 |
2.4 短编组驮背车动力学建模 |
2.5 本章小结 |
3 驮背车动力学性能分析 |
3.1 动力学性能评价指标 |
3.1.1 稳定性指标 |
3.1.2 安全性指标 |
3.1.3 运行平稳性指标 |
3.2 蛇行运动稳定性 |
3.3 关键参数对曲线通过性能的影响 |
3.4 牵引制动模拟 |
3.5 本章小结 |
4 关节连接器有限元分析 |
4.1 理论方法分析与选择 |
4.2 关节连接器有限元模型的建立 |
4.2.1 网格划分 |
4.2.2 材料特性 |
4.2.3 接触对设定 |
4.2.4 接触属性的选择 |
4.3 关节连接器静强度分析 |
4.3.1 强度校核理论 |
4.3.2 运营载荷工况 |
4.3.3 载荷与约束的施加 |
4.3.4 计算结果分析 |
4.4 本章小结 |
5 关节连接器疲劳强度评价 |
5.1 疲劳强度基本理论 |
5.1.1 名义应力法 |
5.1.2 Miner线性累积损伤理论 |
5.1.3 AAR疲劳评价方法 |
5.2 本文疲劳寿命评价方法 |
5.3 动应力实测方案 |
5.4 本章小结 |
6 关节连接器载荷识别 |
6.1 关节连接器载荷分析 |
6.1.1 纵向载荷 |
6.1.2 横向载荷 |
6.1.3 垂向载荷 |
6.2 载荷识别方法 |
6.3 电桥的基本功能及原理 |
6.3.1 放大电路原理 |
6.3.2 全桥电路的组桥方式 |
6.4 载荷识别方案的确定 |
6.4.1 纵向载荷识别方案的确定 |
6.4.2 垂向载荷识别方案的确定 |
6.4.3 横向载荷识别方案的确定 |
6.5 各载荷识别点的耦合度 |
6.6 本章小结 |
7 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
附录A |
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
学位论文数据集 |
(4)高速列车横向半主动控制策略研究与分析(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.1.1 研究背景 |
1.1.2 研究意义 |
1.2 列车主动、半主动控制技术的发展 |
1.2.1 车辆悬架系统的划分 |
1.2.2 国外车辆半主动悬架技术的研究和现状 |
1.2.3 国内车辆半主动悬架技术的研究和现状 |
1.3 车辆半主动悬架系统控制策略 |
1.3.1 线性最优控制 |
1.3.2 模糊控制 |
1.3.3 天棚阻尼控制 |
1.3.4 PID控制 |
1.3.5 自适应控制 |
1.3.6 粒子群寻优算法 |
1.4 本文主要研究内容 |
第二章 轨道随机不平顺数值模拟 |
2.1 美国轨道谱 |
2.2 德国轨道谱 |
2.3 中国普通线路轨道谱与高速轨道无砟轨道谱 |
2.3.1 普通干线铁路轨道谱 |
2.3.2 高速铁路无砟轨道谱 |
2.4 中国轨道谱与国外典型轨道谱的比较 |
2.5 铁路轨道不平顺随机过程的数值模拟 |
2.6 本章小结 |
第三章 高速列车横向动力学模型的建立 |
3.1 横向几何模型的假设及建立 |
3.2 高速列车横向运动微分方程的建立 |
3.3 轮轨接触力的数值计算方法 |
3.3.1 踏面等效斜率的计算 |
3.3.2 蠕滑力的计算 |
3.3.3 轮轨重力刚度和重力角角刚度的计算 |
3.4 本章小结 |
第四章 高速列车横向半主动悬架控制策略的研究与设计 |
4.1 阻尼调节控制器的设计方法 |
4.1.1 悬架系统性能控制目标 |
4.1.2 四并联阻尼调节控制器控制 |
4.2 模糊控制器设计 |
4.2.1 模糊控制器的设计 |
4.2.2 模糊控制模型仿真 |
4.3 PID控制器设计 |
4.3.1 PID控制原理 |
4.3.2 PID控制仿真模型 |
4.4 自适应模糊PID控制器的设计 |
4.4.1 模糊PID控制规则 |
4.4.2 模糊PID控制模型及仿真 |
4.5 高速列车振动控制的比较分析 |
4.6 本章小结 |
第五章 基于PSO寻优的改进型多模态的半主动悬架控制设计与分析 |
5.1 基于PSO算法的PID控制器参数优化 |
5.1.1 PSO优化算法的寻优原理 |
5.1.2 基于PSO算法的PID参数优化 |
5.2 具有修正因子的模糊控制器参数优化 |
5.3 P-模糊-PID多模态控制器的设计与仿真分析 |
5.4 高速列车运行平稳性及评价指标的方法 |
5.4.1 平稳性指标Sperling |
5.4.2 平稳性指标Sperling评价 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 主要研究结论 |
6.2 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
附录A |
附录B |
附录C |
(5)B0-B0机车横向晃动现象研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 工程背景 |
1.2 问题的提出及横向晃动现象分析 |
1.3 机车车辆横向动力学的研究 |
1.3.1 蛇行运动稳定性 |
1.3.2 车体低频横向晃动 |
1.4 国内外200km/h等级机车概况 |
1.4.1 国外200km/h等级机车概况 |
1.4.2 国内200km/h等级机车概况 |
1.5 本论文的主要工作 |
第二章 B_0-B_0 机车动力学模型的建立及动力学评价 |
2.1 机车主要结构介绍 |
2.2 车辆系统多体动力学简介 |
2.3 SIMPACK软件简介 |
2.4 B_0-B_0 机车整车动力学模型 |
2.4.1 约束和自由度 |
2.4.2 机车主要悬挂参数 |
2.4.3 轮轨接触几何关系 |
2.5 动力学评价标准 |
2.5.1 稳定性 |
2.5.2 平稳性 |
2.5.3 曲线通过性能 |
2.6 本章小结 |
第三章 低频晃车原因探究 |
3.1 车辆系统蛇行运动 |
3.2 低频晃车振动传递路径 |
3.3 等效锥度对车体低频晃动的影响 |
3.3.1 高锥度对车体低频晃动的影响 |
3.3.2 低锥度对车体低频晃动的影响 |
3.3.3 等效锥度对稳定性的影响 |
3.4 本章小结 |
第四章 悬挂参数对低频晃车的影响 |
4.1 机车振动特性分析 |
4.2 参数对复合振动特性的影响 |
4.2.1 一系纵向刚度 |
4.2.2 驱动系统减振器阻尼 |
4.2.3 二系横向减振器阻尼 |
4.2.4 抗蛇行减振器安装角度 |
4.2.5 抗蛇行减振器阻尼 |
4.2.6 二系弹簧水平刚度 |
4.2.7 二系横向减振器布置方式 |
4.3 本章小结 |
第五章 综合整改与评价 |
5.1 综合整改措施 |
5.1.1 低锥度情况 |
5.1.2 新轮情况 |
5.2 机车直线非线性运行性能评价 |
5.2.1 机车非线性临界速度 |
5.2.2 机车横向平稳性 |
5.2.3 机车垂向平稳性 |
5.3 机车曲线运行性能评价 |
5.3.1 车轴横向力 |
5.3.2 脱轨系数 |
5.3.3 轮重减载率 |
5.4 现场试验情况 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表的论文及参加的科研项目 |
(6)二系悬挂参数对某型重载机车与102型钩缓装置动态相互作用性能的影响研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 重载列车纵向动力学研究现状 |
1.2.1 国外重载列车纵向动力学研究现状 |
1.2.2 国内重载列车纵向动力学研究现状 |
1.3 本文的主要研究内容 |
第2章 重载机车车体与102型钩缓装置相互作用机理 |
2.1 重载机车车辆结构特征 |
2.1.1 车辆总体结构 |
2.1.2 转向架结构特点 |
2.2 102 型钩缓装置结构特征及稳钩机理 |
2.2.1 102 型车钩结构特征 |
2.2.2 102 型车钩稳钩机理 |
2.3 车体与车钩动态相互作用机理 |
2.3.1 车体横向稳定性分析 |
2.3.2 车体与车钩动态相互作用分析 |
2.4 本章小结 |
第3章 重载机车车体与车钩相互作用建模及动力学性能评价指标 |
3.1 轨道随机不平顺的选取 |
3.2 重载机车动力学模型 |
3.3 车钩动力学模型 |
3.4 重载列车“1+1”编组分析模型 |
3.5 机车动力学性能评价指标 |
3.5.1 脱轨系数 |
3.5.2 轮重减载率 |
3.5.3 轮轴横向力 |
3.5.4 轮轨垂向力 |
3.5.5 运行平稳性 |
3.6 本章小结 |
第4章 二系悬挂参数对车体与车钩动态相互作用性能的影响 |
4.1 单因素影响分析 |
4.1.1 二系横向刚度的影响 |
4.1.2 二系横向止挡自由间隙的影响 |
4.1.3 二系横向止挡弹性间隙的影响 |
4.1.4 二系横向止挡弹性刚度的影响 |
4.2 多因素影响分析 |
4.3 本章小结 |
第5章 采用优化方案的重载列车动力学性能分析 |
5.1 单机惰行时的动力学性能分析 |
5.1.1 单机惰行安全性和平稳性分析 |
5.1.2 单机惰行曲线通过性分析 |
5.1.3 机车非线性临界速度分析 |
5.2 “1+1”重载列车直线动力学性能分析 |
5.2.1 2200 kN纵向压钩力 |
5.2.2 2500 kN纵向压钩力 |
5.3 “1+1”重载列车曲线动力学性能分析 |
5.3.1 半径600m曲线承压能力分析 |
5.3.2 半径800m曲线承压能力分析 |
5.3.3 半径1400m曲线承压能力分析 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间发表的论文及参加的科研项目 |
(7)DGTC80Ⅱ探伤车悬挂系统参数优化及失效分析(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 国内外动力学研究状况 |
1.2.1 国外动力学研究状况 |
1.2.2 国内动力学研究状况 |
1.3 论文主要工作 |
2 DGTC80Ⅱ探伤车转向架介绍及动力学计算基础 |
2.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车转向架概述 |
2.2 DGTC80Ⅱ探伤车转向架主要零部件介绍 |
2.2.1 DGTC80Ⅱ探伤车轮对介绍 |
2.2.2 DGTC80Ⅱ探伤车轴箱装置介绍 |
2.2.3 DGTC80Ⅱ探伤车悬挂装置介绍 |
2.2.4 DGTC80Ⅱ探伤车弹性元件介绍 |
2.2.5 DGTC80Ⅱ探伤车减振器介绍 |
2.3 DGTC80Ⅱ探伤车转向架悬挂参数的选取 |
2.3.1 DGTC80Ⅱ探伤车一系、二系垂向悬挂参数选择 |
2.3.2 DGTC80Ⅱ探伤车一系悬挂的横向和纵向刚度的选择 |
2.3.3 DGTC80Ⅱ探伤车一系、二系阻尼参数的选择 |
2.4 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车转向架结构示意图 |
2.5 本章小结 |
3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车动力学模型 |
3.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车模型化原则 |
3.2 DGTC80Ⅱ探伤车计算采用轨道激扰说明 |
3.3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车的动力学模型 |
3.3.1 模型自由度和广义坐标的定义 |
3.3.2 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车轮轨接触几何关系 |
3.3.3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车的SIMPACK动力学模型 |
3.4 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车动力学性能评价标准 |
3.4.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车运行平稳性评价标准 |
3.4.2 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车稳定性评价标准 |
3.4.3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车的曲线通过能力评价 |
3.5 本章小结 |
4 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车动力学性能 |
4.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车临界速度分析 |
4.1.1 线性临界速度的分析 |
4.1.2 轨道车辆非线性条件下蛇行失稳速度的确定方法 |
4.1.3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车非线性临界速度分析 |
4.2 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车直线运行平稳性指标分析 |
4.3 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车曲线运行的安全性指标 |
4.3.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车通过R145,外轨超高h=40mm的曲线 |
4.3.2 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车通过R300,外轨超高h=120mm曲线 |
4.4 本章小结 |
5 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车悬挂系统的参数优化 |
5.1 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车一系悬挂参数优化 |
5.1.1 轴箱纵向定位刚度的影响 |
5.1.2 轴箱横向定位刚度的影响 |
5.1.3 轴箱弹簧垂向刚度的影响 |
5.1.4 一系垂向减振器阻尼系数的影响 |
5.2 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车二系悬挂参数优化 |
5.2.1 二系悬挂弹簧的垂向刚度对运行平稳型的影响 |
5.2.2 二系悬挂弹簧的横向刚度对运行平稳性的影响 |
5.2.3 横向减振器的阻尼系数对运行平稳性的影响 |
5.3 本章小结 |
6 DGTC80Ⅱ钢轨探伤车非正常工况下动力学性能分析 |
6.1 二系横向减振器失效工况下DGTC80Ⅱ钢轨探伤车的动力学性能 |
6.2 踏面等效斜度为0.35时DGTC80Ⅱ钢轨探伤车的动力学性能 |
6.3 轮轨黏着系数为0.5时的曲线通过安全性 |
6.4 本章小结 |
7 结论 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表论文及申请专利 |
(8)制动条件下重载机车摩擦式车钩失稳机理及控制研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 重载铁路发展概况 |
1.2.1 国外重载铁路 |
1.2.2 国内重载铁路 |
1.3 重载机车钩缓装置研究现状 |
1.3.1 重载机车车钩动力学研究现状 |
1.3.2 缓冲器动力学研究现状 |
1.3.3 重载机车车钩稳定性研究现状 |
1.4 本文的主要研究内容 |
第2章 摩擦式车钩失稳机理及与机车相互作用机制 |
2.1 重载机车摩擦式车钩概况 |
2.2 重载机车摩擦式车钩稳钩机理 |
2.3 重载机车与摩擦式车钩相互作用机制 |
2.4 摩擦式车钩横向失稳特性的试验研究 |
2.4.1 现场制动试验 |
2.4.2 车钩横向失稳过程 |
2.4.3 机车动态响应特征 |
2.5 本章小结 |
第3章 重载机车-摩擦式车钩理论分析模型 |
3.1 重载机车模型 |
3.2 钩缓装置模型 |
3.2.1 摩擦弧面接触模型 |
3.2.2 扁销止挡模型 |
3.2.3 QKX100 型缓冲器模型 |
3.3 列车模型 |
3.4 模型验证 |
3.5 动力学性能评价指标 |
3.5.1 脱轨系数 |
3.5.2 轮轴横向力 |
3.5.3 平稳性指标 |
3.5.4 车钩稳钩性能技术指标 |
3.6 本章小结 |
第4章 摩擦式车钩关键参数对车钩稳定性的影响机制 |
4.1 车钩几何尺寸的影响 |
4.1.1 最大横向摆角 |
4.1.2 扁销孔、梨形孔制造误差 |
4.2 钩尾弧面摩擦系数分析 |
4.3 摩擦弧面半径匹配关系 |
4.4 车钩结构改进方案与分析 |
4.5 现场试验研究 |
4.5.1 增大摩擦系数的试验 |
4.5.2 优化后车钩的试验 |
4.6 本章小结 |
第5章 重载机车关键参数与车钩稳定性的关联关系 |
5.1 车钩箱横向偏差分析 |
5.1.1 静力学分析 |
5.1.2 车体底架几何尺寸测量 |
5.1.3 车钩箱偏差对车钩稳定性能的影响 |
5.2 牵引点位置分析 |
5.3 二系横向减振器布置方式分析 |
5.4 二系钢簧横向刚度的影响 |
5.5 二系横向止挡参数的影响 |
5.5.1 止挡自由间隙的影响 |
5.5.2 止挡刚度的影响 |
5.5.3 止挡纵向间距的影响 |
5.6 现场试验分析 |
5.6.1 增大二系钢簧横向刚度试验 |
5.6.2 减小止挡自由间隙试验 |
5.6.3 增大止挡刚度试验 |
5.7 本章小结 |
第6章 工程应用及实践效果分析 |
6.1 工程背景介绍 |
6.2 控制对策的理论研究 |
6.2.1 车钩失稳原因分析 |
6.2.2 改进方案 |
6.2.3 改进方案稳钩效果的理论分析 |
6.3 改进方案的机车动态性能及行车安全性分析 |
6.3.1 直线运行时的计算结果 |
6.3.2 小半径曲线通过时的计算结果 |
6.4 改进方案的试验研究 |
6.4.1 现场模拟试验 |
6.4.2 万吨列车线路试验 |
6.5 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表论文及参加科研项目情况 |
(9)高速铁路轨道不平顺功率谱及其与行车品质关系研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 轨道不平顺谱研究现状 |
1.2.1 国外典型轨道不平顺谱 |
1.2.2 国内典型轨道不平顺谱 |
1.3 轨道不平顺与行车品质关系研究现状 |
1.3.1 轨道不平顺敏感波长的研究现状 |
1.3.2 轨道不平顺与车辆动力响应关系研究现状 |
1.4 高速铁路轨道不平顺管理标准现状 |
1.4.1 国内外高速铁路轨道不平顺管理标准 |
1.4.2 高速铁路轨道不平顺幅值限值的制定方法 |
1.5 本文的主要研究内容 |
第2章 高速铁路轨道不平顺谱的构建方法 |
2.1 轨道不平顺分类及其描述 |
2.1.1 轨道不平顺的分类 |
2.1.2 轨道不平顺的描述方法 |
2.2 高速铁路轨道不平顺谱的构建方法 |
2.2.1 高速铁路轨道不平顺数据的预处理方法 |
2.2.2 高速铁路轨道不平顺功率谱估计方法 |
2.2.3 高速铁路轨道不平顺谱曲线拟合方法 |
2.3 高速铁路轨道不平顺谱构建程序及计算流程 |
2.4 本章小结 |
第3章 基于实测数据的高速铁路轨道不平顺谱分析 |
3.1 高速铁路轨道不平顺实测数据及其数字特征 |
3.1.1 高速铁路轨道不平顺实测数据 |
3.1.2 高速铁路轨道不平顺的数字特征 |
3.2 基于实测数据的高速铁路轨道不平顺谱分析 |
3.2.1 实测高速铁路轨道不平顺数据的预处理 |
3.2.2 基于实测数据的高速铁路轨道不平顺谱及其频率特性 |
3.2.3 不同窗函数对轨道不平顺谱的影响 |
3.2.4 高速铁路轨道不平顺谱曲线拟合 |
3.3 高速铁路轨道不平顺谱的对比分析 |
3.4 本章小结 |
第4章 高速行车动力性能分析模型及其验证 |
4.1 高速车辆—轨道耦合动力学模型及方程 |
4.1.1 高速车辆动力学模型 |
4.1.2 轨道动力学模型 |
4.1.3 轮轨动态相互作用模型 |
4.1.4 轨道不平顺输入方式 |
4.1.5 动力学方程求解方法 |
4.2 仿真程序验证 |
4.2.1 与多体动力学软件SIMPACK计算结果对比 |
4.2.2 高速动车组行车动力性能试验验证 |
4.3 本章小结 |
第5章 轨道不平顺对高速行车品质的影响规律分析 |
5.1 谐波型轨道不平顺对行车品质的影响规律 |
5.1.1 单个谐波不平顺对高速行车品质的影响规律 |
5.1.2 连续谐波不平顺对高速行车品质的影响规律 |
5.2 单个谐波不平顺幅值限值分析 |
5.2.1 高速铁路车辆运行品质评价标准 |
5.2.2 不同波长下单个谐波的幅值限值分析 |
5.2.3 幅值限值的动力学指标控制特征 |
5.3 随机型不平顺对行车品质的影响规律 |
5.3.1 动力学指标响应最大值随行车速度的变化规律 |
5.3.2 动力学指标响应概率密度分布特征 |
5.3.3 动力学指标响应的频率分布特征 |
5.4 高速铁路轨道不平顺的敏感波长分析 |
5.4.1 单个谐波不平顺的敏感波长分析 |
5.4.2 连续谐波不平顺的敏感波长分析 |
5.5 本章小结 |
第6章 高速铁路轨道随机不平顺幅值限值和谱限值分析 |
6.1 高速铁路轨道不平顺管理标准对比分析 |
6.1.1 高速铁路轨道不平顺管理标准的对比方法 |
6.1.2 高速铁路轨道不平顺管理标准的对比分析 |
6.2 利用轨道不平顺谱估算不平顺限值的方法 |
6.2.1 高速铁路轨道不平顺限值估算方法流程 |
6.2.2 高速铁路轨道不平顺谱的处理 |
6.2.3 车辆—轨道耦合动力学仿真分析 |
6.2.4 轨道随机不平顺限值估算 |
6.3 高速铁路轨道随机不平顺幅值限值分析 |
6.3.1 不同行车速度下高速铁路轨道不平顺幅值限值的估算 |
6.3.2 与单个谐波激励下的轨道不平顺限值的对比 |
6.3.3 与国内外高速铁路轨道不平顺管理标准的对比 |
6.4 高速铁路轨道不平顺谱限值研究 |
6.4.1 高速铁路轨道不平顺谱限值研究意义和现状 |
6.4.2 高速铁路轨道不平顺谱限值初探 |
6.5 对我国高速铁路轨道不平顺管理标准的建议 |
6.6 本章小结 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
攻读博士期间发表论文及参加科研项目情况 |
(10)高速列车动力学参数影响度的研究与应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.1.1 论文研究背景 |
1.1.2 论文研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 控制车辆/转向架横向运动的动力学参数研究 |
1.2.2 控制车辆垂向运动的动力学参数研究 |
1.2.3 控制车辆纵向运动的动力学参数研究 |
1.2.4 车辆服役过程中的参数变化范围研究 |
1.3 本文研究内容 |
第2章 车辆动力学建模与仿真 |
2.1 车辆动力学模型 |
2.1.1 车轮模型 |
2.1.2 车辆模型 |
2.1.3 列车模型 |
2.2 车辆动力学性能的评价指标 |
2.2.1 车辆运动稳定性 |
2.2.2 车辆平稳性 |
2.2.3 运行安全性 |
2.2.4 车辆振动频率 |
2.3 车辆动力学仿真 |
2.3.1 仿真对象特性分类 |
2.3.2 仿真环境 |
2.3.3 仿真工况的设计 |
2.3.4 正交设计法的适用性 |
第3章 参数对车辆稳定性性能的影响度 |
3.1 常用参数影响度评价和表征方法 |
3.1.1 敏感性分析 |
3.1.2 影响曲线拟合 |
3.1.3 基于影响度的参数域确定 |
3.2 基于车辆稳定性的参数影响度表征 |
3.2.1 结构参数对稳定性的影响度分析 |
3.2.2 悬挂参数对稳定性的影响度分析 |
3.2.3 结构和悬挂参数共同考虑对稳定性的影响度分析 |
第4章 参数对车辆安全性和平稳性的影响度 |
4.1 基于车辆脱轨安全性的参数影响度表征 |
4.1.1 结构参数对脱轨安全性的影响度分析 |
4.1.2 悬挂参数对脱轨安全性的影响度分析 |
4.1.3 结构和悬挂参数共同考虑对脱轨安全性的影响度分析 |
4.2 基于车辆平稳性的参数影响度表征 |
4.2.1 结构参数对车辆平稳性的影响度分析 |
4.2.2 悬挂参数对车辆平稳性的影响度分析 |
4.2.3 结构和悬挂参数共同考虑对车辆平稳性的影响度分析 |
第5章 参数对车辆振动特性的影响度 |
5.1 轨道不平顺对车辆振动特性的影响 |
5.1.1 五种轨道激扰下的车辆位移响应 |
5.1.2 五种轨道激扰下的车辆加速度响应 |
5.1.3 白噪声激扰下的车辆振动特性 |
5.2 车辆参数对车辆自振频率的影响 |
5.2.1 对车体振动频率的影响 |
5.2.2 对转向架振动频率的影响 |
5.3 车速和结构参数对车辆蛇行振动特性的影响 |
5.3.1 运行速度的影响 |
5.3.2 踏面锥度的影响 |
5.3.3 故障工况下车辆蛇行频率的试验研究 |
第6章 车辆实际参数域变化 |
6.1 车辆参数设计和服役域特性 |
6.1.1 重量参数 |
6.1.2 车轮型面参数 |
6.1.3 悬挂参数 |
6.2 国内高速转向架检修 |
6.2.1 总体情况 |
6.2.2 高速转向架检修情况 |
6.3 国内高速转向架服役故障分析 |
第7章 基于参数影响度的车辆稳定性和平稳性的控制策略研究 |
7.1 参数影响度对比 |
7.1.1 针对运动稳定性的影响度对比 |
7.1.2 针对运行平稳性的影响度对比 |
7.2 运动稳定性控制思路及验证 |
7.2.1 稳定性控制思路 |
7.2.2 稳定性控制思路的验证 |
7.2.3 车辆临界速度的目标值 |
7.3 运行平稳性的控制思路及验证 |
7.3.1 平稳性控制思路 |
7.3.2 平稳性控制思路的验证 |
结论与展望 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 车辆动力学模型参数列表 |
攻读博士学位其间发表论文及参加科研项目情况 |
四、提速机车动力学性能测试及安全性和平稳性评估指标的探讨(论文参考文献)
- [1]基于自适应模糊PID方法的动车组横向振动控制研究[D]. 张瑞东. 兰州交通大学, 2021(02)
- [2]地铁车轮磨耗及其对动力学性能影响的研究[D]. 朱爱华. 北京交通大学, 2020(03)
- [3]驮背车测力关节连接器的研究[D]. 王中祥. 北京交通大学, 2020(03)
- [4]高速列车横向半主动控制策略研究与分析[D]. 郑玉强. 石家庄铁道大学, 2019(03)
- [5]B0-B0机车横向晃动现象研究[D]. 王少聪. 西南交通大学, 2019(03)
- [6]二系悬挂参数对某型重载机车与102型钩缓装置动态相互作用性能的影响研究[D]. 周义昌. 西南交通大学, 2019(04)
- [7]DGTC80Ⅱ探伤车悬挂系统参数优化及失效分析[D]. 张兵奇. 兰州交通大学, 2018(03)
- [8]制动条件下重载机车摩擦式车钩失稳机理及控制研究[D]. 郭力荣. 西南交通大学, 2018(03)
- [9]高速铁路轨道不平顺功率谱及其与行车品质关系研究[D]. 田国英. 西南交通大学, 2015(04)
- [10]高速列车动力学参数影响度的研究与应用[D]. 李艳. 西南交通大学, 2013(10)