高速车辆车轮磨耗及动力学分析
发布时间：2020-12-16 01:33
随着车辆向着高速化、重载化方向发展,轮轨接触关系愈加复杂,轮轨磨耗机理研究愈加重要,仅仅研究车辆轮轨在正常工况下的磨耗规律已经不能够满足实际需求。因此探究车轮存在轮径差、车轮不圆、扁疤等工况时轮轨磨耗规律以及磨耗后对车辆系统动力学的影响具有重要意义。本文以CRH3型高速车辆为研究对象,探究车辆车轮存在轮径差、同时存在轮径差和扁疤时的磨耗规律以及对车辆系统动力学的影响。基于多刚体理论和轮轨接触力理论,使用三维建模软件SolidWorks建立CRH3型高速客车动力学模型,采用多体动力学软件UM进行具体轮轨磨耗预测计算,轨道模型选用磨耗稳定型移动质量轨,选用Archard车轮磨耗预测模型,研究四种典型轮径差工况下车轮磨耗规律。主要从磨耗深度分布、磨耗功、单位磨耗功、磨耗功功率、磨耗速率、轮轨接触等效接触角等方面对车轮磨耗情况进行分析。研究表明,存在轮径差时车辆车轮的磨损加剧且轮径差越大,车轮磨损愈发严重。4种典型轮径差中,存在等值反相轮径差车轮磨耗最严重,其次为等值同相轮径差,存在前轮对轮径差时车轮磨耗程度最轻。研究车轮同时存在扁疤和轮径差时车轮的磨耗情况。主要从轮对存在扁疤和等值同相轮径差...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
兰州交通大学硕士学位论文-9-型车看成由多个刚性构件组合而成的非线性多刚体系统，CRH3型车主体结构由1个车体、前后两个构架、8个转臂轴箱、前后转向架上4条轮对总计15个刚体所组合而成，总计有50个自由度。2.2.1多刚体动力学模型的建立CRH3型车辆系统通过两系悬挂进行连接，轮对和构架之间通过一系悬挂装置进行连接（一系悬挂装置主要包括钢弹簧和一系垂向减振器），构架和车体之间通过二系悬挂装置进行连接（二系悬挂装置主要包括空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减振器、抗蛇形减振器），弹簧和阻尼器可以看成是无质量的力元。多体系统中反映各个刚体之间联系方式的框架结构称之为拓扑结构，拓扑结构能够准确的反映多体系统各个构件之间的力学关系、作用力位置、作用力数目等力学指标，CRH3型车的动力学模型拓扑图及动力学计算模型如下图2.1和2.2所示：图2.1CRH3型车动力学模型拓扑图图2.2CRH3型车动力学计算模型在多体动力学软件UM中建立CRH3型车模型的过程中，牢牢把握装体、铰、力元”三要素原则，根据CRH3型车动力学模型拓扑图建立车辆各个部件之间的连接关系，设置力元以及相应的铰接关系，一般采劝由下至上”的建模步骤，先建立轮对，后建立转向架，最后将转向架与车体相连形成整车模型。2.2.2基本假设及考虑的非线性因素在研究车辆系统动力学性能的过程中应尽量使模型跟实际相贴合，这样计算出的动力学性能理论值将更加符合实际情况，但实际的车辆系统是非常复杂的，建立的模型很难跟实际的车辆系统完全一致，因此在建立模型的过程中根据各刚性部件的特点对一些非主要因素进行了简化处理[32-34]。本文对所建立的车辆模型做出如下假设：
兰州交通大学硕士学位论文-9-型车看成由多个刚性构件组合而成的非线性多刚体系统，CRH3型车主体结构由1个车体、前后两个构架、8个转臂轴箱、前后转向架上4条轮对总计15个刚体所组合而成，总计有50个自由度。2.2.1多刚体动力学模型的建立CRH3型车辆系统通过两系悬挂进行连接，轮对和构架之间通过一系悬挂装置进行连接（一系悬挂装置主要包括钢弹簧和一系垂向减振器），构架和车体之间通过二系悬挂装置进行连接（二系悬挂装置主要包括空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减振器、抗蛇形减振器），弹簧和阻尼器可以看成是无质量的力元。多体系统中反映各个刚体之间联系方式的框架结构称之为拓扑结构，拓扑结构能够准确的反映多体系统各个构件之间的力学关系、作用力位置、作用力数目等力学指标，CRH3型车的动力学模型拓扑图及动力学计算模型如下图2.1和2.2所示：图2.1CRH3型车动力学模型拓扑图图2.2CRH3型车动力学计算模型在多体动力学软件UM中建立CRH3型车模型的过程中，牢牢把握装体、铰、力元”三要素原则，根据CRH3型车动力学模型拓扑图建立车辆各个部件之间的连接关系，设置力元以及相应的铰接关系，一般采劝由下至上”的建模步骤，先建立轮对，后建立转向架，最后将转向架与车体相连形成整车模型。2.2.2基本假设及考虑的非线性因素在研究车辆系统动力学性能的过程中应尽量使模型跟实际相贴合，这样计算出的动力学性能理论值将更加符合实际情况，但实际的车辆系统是非常复杂的，建立的模型很难跟实际的车辆系统完全一致，因此在建立模型的过程中根据各刚性部件的特点对一些非主要因素进行了简化处理[32-34]。本文对所建立的车辆模型做出如下假设：
本文编号：2919269
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【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本文技术路线图
兰州交通大学硕士学位论文-9-型车看成由多个刚性构件组合而成的非线性多刚体系统，CRH3型车主体结构由1个车体、前后两个构架、8个转臂轴箱、前后转向架上4条轮对总计15个刚体所组合而成，总计有50个自由度。2.2.1多刚体动力学模型的建立CRH3型车辆系统通过两系悬挂进行连接，轮对和构架之间通过一系悬挂装置进行连接（一系悬挂装置主要包括钢弹簧和一系垂向减振器），构架和车体之间通过二系悬挂装置进行连接（二系悬挂装置主要包括空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减振器、抗蛇形减振器），弹簧和阻尼器可以看成是无质量的力元。多体系统中反映各个刚体之间联系方式的框架结构称之为拓扑结构，拓扑结构能够准确的反映多体系统各个构件之间的力学关系、作用力位置、作用力数目等力学指标，CRH3型车的动力学模型拓扑图及动力学计算模型如下图2.1和2.2所示：图2.1CRH3型车动力学模型拓扑图图2.2CRH3型车动力学计算模型在多体动力学软件UM中建立CRH3型车模型的过程中，牢牢把握装体、铰、力元”三要素原则，根据CRH3型车动力学模型拓扑图建立车辆各个部件之间的连接关系，设置力元以及相应的铰接关系，一般采劝由下至上”的建模步骤，先建立轮对，后建立转向架，最后将转向架与车体相连形成整车模型。2.2.2基本假设及考虑的非线性因素在研究车辆系统动力学性能的过程中应尽量使模型跟实际相贴合，这样计算出的动力学性能理论值将更加符合实际情况，但实际的车辆系统是非常复杂的，建立的模型很难跟实际的车辆系统完全一致，因此在建立模型的过程中根据各刚性部件的特点对一些非主要因素进行了简化处理[32-34]。本文对所建立的车辆模型做出如下假设：
兰州交通大学硕士学位论文-9-型车看成由多个刚性构件组合而成的非线性多刚体系统，CRH3型车主体结构由1个车体、前后两个构架、8个转臂轴箱、前后转向架上4条轮对总计15个刚体所组合而成，总计有50个自由度。2.2.1多刚体动力学模型的建立CRH3型车辆系统通过两系悬挂进行连接，轮对和构架之间通过一系悬挂装置进行连接（一系悬挂装置主要包括钢弹簧和一系垂向减振器），构架和车体之间通过二系悬挂装置进行连接（二系悬挂装置主要包括空气弹簧、二系垂向减振器、二系横向减振器、抗蛇形减振器），弹簧和阻尼器可以看成是无质量的力元。多体系统中反映各个刚体之间联系方式的框架结构称之为拓扑结构，拓扑结构能够准确的反映多体系统各个构件之间的力学关系、作用力位置、作用力数目等力学指标，CRH3型车的动力学模型拓扑图及动力学计算模型如下图2.1和2.2所示：图2.1CRH3型车动力学模型拓扑图图2.2CRH3型车动力学计算模型在多体动力学软件UM中建立CRH3型车模型的过程中，牢牢把握装体、铰、力元”三要素原则，根据CRH3型车动力学模型拓扑图建立车辆各个部件之间的连接关系，设置力元以及相应的铰接关系，一般采劝由下至上”的建模步骤，先建立轮对，后建立转向架，最后将转向架与车体相连形成整车模型。2.2.2基本假设及考虑的非线性因素在研究车辆系统动力学性能的过程中应尽量使模型跟实际相贴合，这样计算出的动力学性能理论值将更加符合实际情况，但实际的车辆系统是非常复杂的，建立的模型很难跟实际的车辆系统完全一致，因此在建立模型的过程中根据各刚性部件的特点对一些非主要因素进行了简化处理[32-34]。本文对所建立的车辆模型做出如下假设：
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