CRH2型车曲线通过性能仿真分析
发布时间：2020-12-16 14:18
近年来,随着铁路技术的不断发展,列车逐步迈向高速化,对车辆的运行性能要求越来越高。因此,轮轨间的动力学性能是关乎行车安全的重要因素。特别是车辆的曲线通过性能,不仅影响列车的稳定性、舒适性、运行效率以及成本,更关乎到整个铁路运输的经济效益和宏观规划。本文首先介绍多体动力学理论和车辆动力学理论,以CRH2型动车组拖车为研究对象,参照其实际设计参数和构造特征,对各力元进行简化;基于多体动力学软件UM,建立合理简化的转向架及车体模型,根据高速铁路设计参数,添加踏面形状和钢轨型面,设置曲线线路参数和轨道不平顺激扰,建立车辆-轨道耦合动力学模型;最后应用该模型,在欠超高和过超高两种不同的工况下,分析曲线半径、超高以及缓和曲线长度对各动力学指标的影响规律。同时,用平稳性指标对车辆曲线通过时的舒适性进行了评价。综合各项指标,得出最优的曲线通过半径、超高、缓曲线长度和曲线通过速度。在三种曲线工况下,分别以扁疤长度和深度为变量,分析单侧车轮扁疤和存在相位差的两侧车轮扁疤对曲线通过能力的影响。研究结果表明,欠超高工况下半径相同时,各项动力学指标都随速度呈上升趋势;速度相同时,曲线半径越大,各动力学指标值越小...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮对单点接触示意图
兰州交通大学工程硕士学位论文113CRH2型动车组建模CRH2型动车组是我国最早从日本引进的一批原型动车组，经过技术引进、联合设计消化吸收和再创新后，目前广泛运行于京广、京沪等既有线上，最高设计时速为250km/h，最高运营时速为200km/h。3.1CRH2动车组转向架基本结构以我国的CRH2型动车组拖车转向架SKTB-200为例，进行适当的简化后，建立转向架动力学模型，其基本结构如图3.1所示。图3.1CRH2型动车组拖车转向架基本结构CRH2型动车组拖车转向架的基本组成包括：轮对、轴箱装置、构架、一系悬挂装置、二系悬挂装置以及基础制动装置。CRH2型动车组拖车转向架的基本结构特征为：采用小半径车轮(Φ860)以减少簧下质量；采用空心车轴；采用转臂式轴箱定位；采用无摇枕的H型构架；一系轴箱弹簧为双圈圆柱钢弹簧；二系采用空气弹簧，用高度调整阀保证其左右弹簧的高度。加装抗蛇形减振器，抗侧滚扭杆装置和横向液压减振器以提高运行稳定性；制动装置采用电空制动，基础制动装置为液压油缸卡钳式盘形制动。其轮缘内侧距为1353mm，钢轨采用标准轨1435mm。构架盘形制动横向液压减振器（基础制动装置）抗蛇行减振器二系悬挂轴箱拖车轮对一系悬挂
兰州交通大学工程硕士学位论文13尼参数取值见表3.2。表3.2二系横向减振器简化模型的阻尼参数数据点序号N相对平衡位置的位移(m)阻尼(N·s·m-1)数据点序号NN相对平衡位置的位移(m)移(m)移(m)阻尼(N·s·m-1)1-0.2-800050.0530002-0.1-600060.160003-0.05-300070.28000400———（3）抗蛇形减振器，水平纵向布置，连接转向架构架测梁外侧，主要用于抵抗车辆运行时的蛇形失稳。抗蛇形减振器相对于一般减振器，其节流孔较大，卸载速度小，可以产生更大的阻尼力，抵抗蛇形失稳。因此，可将其简化如图3.3示的模型。设置减振器的类型及阻尼系数：减振器形式可简化为线性黏弹力，阻尼系数值为75kN·s/m。图3.2一系垂向减振器简化模型图3.3抗蛇形减振器简化模型3.2.3特殊力元本论文将转臂轴箱定位节点和横向止挡简化为特殊力元(Specialforces)。（1）轴箱定位节点连接轴箱和转向架，主要传递横向力和纵向力。因此，可将其简化为轴套模型，横向、纵向和垂向三个方向的刚度分别为15MN/m、8MN/m、15MN/m。（2）横向止挡连接转向架的小纵梁和中央牵引拉杆座，主要用于限制转向架相对于车体发生的较大横向位移（超过20mm），实际上为一块缓冲橡胶，其刚度随挠度的增加而逐渐增大。因此，可将其简化非线性轴套模型，其阻尼参数见表3.3。
本文编号：2920298
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：59 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
轮对单点接触示意图
兰州交通大学工程硕士学位论文113CRH2型动车组建模CRH2型动车组是我国最早从日本引进的一批原型动车组，经过技术引进、联合设计消化吸收和再创新后，目前广泛运行于京广、京沪等既有线上，最高设计时速为250km/h，最高运营时速为200km/h。3.1CRH2动车组转向架基本结构以我国的CRH2型动车组拖车转向架SKTB-200为例，进行适当的简化后，建立转向架动力学模型，其基本结构如图3.1所示。图3.1CRH2型动车组拖车转向架基本结构CRH2型动车组拖车转向架的基本组成包括：轮对、轴箱装置、构架、一系悬挂装置、二系悬挂装置以及基础制动装置。CRH2型动车组拖车转向架的基本结构特征为：采用小半径车轮(Φ860)以减少簧下质量；采用空心车轴；采用转臂式轴箱定位；采用无摇枕的H型构架；一系轴箱弹簧为双圈圆柱钢弹簧；二系采用空气弹簧，用高度调整阀保证其左右弹簧的高度。加装抗蛇形减振器，抗侧滚扭杆装置和横向液压减振器以提高运行稳定性；制动装置采用电空制动，基础制动装置为液压油缸卡钳式盘形制动。其轮缘内侧距为1353mm，钢轨采用标准轨1435mm。构架盘形制动横向液压减振器（基础制动装置）抗蛇行减振器二系悬挂轴箱拖车轮对一系悬挂
兰州交通大学工程硕士学位论文13尼参数取值见表3.2。表3.2二系横向减振器简化模型的阻尼参数数据点序号N相对平衡位置的位移(m)阻尼(N·s·m-1)数据点序号NN相对平衡位置的位移(m)移(m)移(m)阻尼(N·s·m-1)1-0.2-800050.0530002-0.1-600060.160003-0.05-300070.28000400———（3）抗蛇形减振器，水平纵向布置，连接转向架构架测梁外侧，主要用于抵抗车辆运行时的蛇形失稳。抗蛇形减振器相对于一般减振器，其节流孔较大，卸载速度小，可以产生更大的阻尼力，抵抗蛇形失稳。因此，可将其简化如图3.3示的模型。设置减振器的类型及阻尼系数：减振器形式可简化为线性黏弹力，阻尼系数值为75kN·s/m。图3.2一系垂向减振器简化模型图3.3抗蛇形减振器简化模型3.2.3特殊力元本论文将转臂轴箱定位节点和横向止挡简化为特殊力元(Specialforces)。（1）轴箱定位节点连接轴箱和转向架，主要传递横向力和纵向力。因此，可将其简化为轴套模型，横向、纵向和垂向三个方向的刚度分别为15MN/m、8MN/m、15MN/m。（2）横向止挡连接转向架的小纵梁和中央牵引拉杆座，主要用于限制转向架相对于车体发生的较大横向位移（超过20mm），实际上为一块缓冲橡胶，其刚度随挠度的增加而逐渐增大。因此，可将其简化非线性轴套模型，其阻尼参数见表3.3。
本文编号：2920298
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