列车碰撞动力学参数化模型及爬车影响因素研究
发布时间：2020-12-18 14:34
论文通过对列车碰撞过程进行仿真计算,研究列车碰撞爬车机理,并建立了车辆-轨道碰撞动力学参数化仿真平台,验证仿真结果准确性后,基于所建立的参数化仿真平台,以车轮抬升量为评价指标,研究列车参数对爬车行为的影响,根据研究结果为列车耐撞性设计中的列车参数设计提供指导建议,以抑制列车碰撞后爬车行为的发生。首先,参考典型车辆动力学模型,根据两列车在平直轨道上发生完全对心碰撞的运动行为和力学特性,建立了车辆模型与轨道模型,推导其刚体运动方程,介绍了轮轨非线性相互作用、钩缓装置、吸能防爬装置、悬挂装置数学模型的简化、描述和计算方法,并通过引入车辆静平衡算法保证了该碰撞动力学模型在碰撞初始时刻各刚体运动状态的正确性,减小了车轮抬升量的计算误差,基于Matlab的GUI模块设计人机交互界面,建立了车辆-轨道碰撞动力学参数化仿真平台。其次,建立了列车碰撞有限元模型,使用相同计算参数分别对有限元模型与动力学模型进行25km/h四编组列车对撞工况的计算,以前者为基准,对比两者计算所得的速度、加速度、系统能量、车轮抬升量等主要碰撞响应指标,发现整体变化规律与趋势均较为接近,各刚体运动行为一致,计算结果绝对误差较小...
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
列车爬车行为示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文相连，使得转向架能相对车体进行点头运动（即绕图形的法向转动）。转向架与轨道亦通图2-4中可以看出，纵垂向车辆模型比纵垂向在后者的基础上进一步细分为构架和前、后轮对，连接关系也从简单的1对车体与构架间非线性弹簧阻尼17个自由度。车体转向架钩缓装置图2-3纵垂向5刚体模型图2-4纵垂向车辆模型[35]在二维车辆模型的基础上增加了横向方向向量，模型的复杂程度也上升。三维车辆模型可根据车辆种类、配置的不同而建立不同的模型，因此-轨道空间耦合模型较为著名[55]，其中车辆-5~图2-7所示，从图中可以看出车体与构架间的二系悬挂连第 10 页。转向架与轨道亦通纵垂向车辆模型比纵垂向5刚体模型更为在二维车辆模型的基础上增加了横向方向向量，模型的复杂程度也呈上升。三维车辆模型可根据车辆种类、配置的不同而建立不同的模型
西南交通大学硕士研究生学位论文 阻尼模拟的二系三向刚度、阻尼，还具有抗蛇行减振器的阻尼，构架与轮对间的一系悬挂连接则由一系三向刚。模型的自由度数量也大大增加，具有车体、2个构架、4滚、摇头、点头自由度，共计42个自由度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅淡轨道交通建设对城市经济发展的促进作用[J]. 杨洁. 现代交际. 2019(07)
[2]地铁列车曲线碰撞仿真研究[J]. 杨皓杰,肖守讷,李铎. 机械设计与制造. 2019(03)
[3]不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响[J]. 杨皓杰,肖守讷,高天阳. 机械制造与自动化. 2019(01)
[4]基于车辆-移动轨道耦合模型的列车碰撞爬车行为[J]. 杨超,李强,王曦,王明猛. 西南交通大学学报. 2019(06)
[5]先进轨道交通产业发展现状研究[J]. 谢久明,赵凤娇,李相泉,吕亚金,孙学娟. 机械设计. 2018(S1)
[6]三维碰撞车辆移动轨道建模与研究[J]. 杨超,李强,肖守讷. 机械工程学报. 2018(06)
[7]能量吸收方案对列车碰撞响应的影响[J]. 杨宝柱,肖守讷,杨超. 城市轨道交通研究. 2018(03)
[8]有轨电车侧面碰撞乘员保护设计研究[J]. 李铎,肖守讷,袁成标. 机车电传动. 2018(02)
[9]机车车辆被动安全性研究综述[J]. 朱涛,肖守讷,杨超,阳光武,杨冰,王明猛. 铁道学报. 2017(05)
[10]基于有限元和多刚体动力学联合仿真技术的列车碰撞爬车现象研究[J]. 周和超,徐世洲,詹军,张济民. 机械工程学报. 2017(12)
博士论文
[1]列车碰撞动力学关键问题研究[D]. 杨超.西南交通大学 2016
[2]高速列车—轨道三维刚柔耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2015
[3]基于多体系统动力学的机车车辆耐撞性研究[D]. 雷成.西南交通大学 2014
[4]复杂环境状态下高速列车脱轨机理研究[D]. 肖新标.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]基于列车碰撞动力学的纵向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成标.西南交通大学 2018
[2]地铁列车曲线碰撞响应及耐撞性研究[D]. 杨皓杰.西南交通大学 2018
[3]城际列车碰撞历程中钩缓装置的作用机理研究[D]. 杨宝柱.西南交通大学 2017
[4]共享路权下有轨电车侧面碰撞安全研究[D]. 李铎.西南交通大学 2017
[5]地铁列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 卢毓江.西南交通大学 2015
[6]列车撞击垂向响应及其控制研究[D]. 陈国瑞.中南大学 2012
[7]考虑多节车的高速列车/轨道耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2012
[8]高速列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 张志新.西南交通大学 2012
[9]地铁列车多体碰撞的动态仿真方法及应用[D]. 谢卓君.中南大学 2012
本文编号：2924164
【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
列车爬车行为示意图
西南交通大学硕士研究生学位论文相连，使得转向架能相对车体进行点头运动（即绕图形的法向转动）。转向架与轨道亦通图2-4中可以看出，纵垂向车辆模型比纵垂向在后者的基础上进一步细分为构架和前、后轮对，连接关系也从简单的1对车体与构架间非线性弹簧阻尼17个自由度。车体转向架钩缓装置图2-3纵垂向5刚体模型图2-4纵垂向车辆模型[35]在二维车辆模型的基础上增加了横向方向向量，模型的复杂程度也上升。三维车辆模型可根据车辆种类、配置的不同而建立不同的模型，因此-轨道空间耦合模型较为著名[55]，其中车辆-5~图2-7所示，从图中可以看出车体与构架间的二系悬挂连第 10 页。转向架与轨道亦通纵垂向车辆模型比纵垂向5刚体模型更为在二维车辆模型的基础上增加了横向方向向量，模型的复杂程度也呈上升。三维车辆模型可根据车辆种类、配置的不同而建立不同的模型
西南交通大学硕士研究生学位论文 阻尼模拟的二系三向刚度、阻尼，还具有抗蛇行减振器的阻尼，构架与轮对间的一系悬挂连接则由一系三向刚。模型的自由度数量也大大增加，具有车体、2个构架、4滚、摇头、点头自由度，共计42个自由度。
【参考文献】：
期刊论文
[1]浅淡轨道交通建设对城市经济发展的促进作用[J]. 杨洁. 现代交际. 2019(07)
[2]地铁列车曲线碰撞仿真研究[J]. 杨皓杰,肖守讷,李铎. 机械设计与制造. 2019(03)
[3]不同摩擦系数对地铁列车曲线碰撞的影响[J]. 杨皓杰,肖守讷,高天阳. 机械制造与自动化. 2019(01)
[4]基于车辆-移动轨道耦合模型的列车碰撞爬车行为[J]. 杨超,李强,王曦,王明猛. 西南交通大学学报. 2019(06)
[5]先进轨道交通产业发展现状研究[J]. 谢久明,赵凤娇,李相泉,吕亚金,孙学娟. 机械设计. 2018(S1)
[6]三维碰撞车辆移动轨道建模与研究[J]. 杨超,李强,肖守讷. 机械工程学报. 2018(06)
[7]能量吸收方案对列车碰撞响应的影响[J]. 杨宝柱,肖守讷,杨超. 城市轨道交通研究. 2018(03)
[8]有轨电车侧面碰撞乘员保护设计研究[J]. 李铎,肖守讷,袁成标. 机车电传动. 2018(02)
[9]机车车辆被动安全性研究综述[J]. 朱涛,肖守讷,杨超,阳光武,杨冰,王明猛. 铁道学报. 2017(05)
[10]基于有限元和多刚体动力学联合仿真技术的列车碰撞爬车现象研究[J]. 周和超,徐世洲,詹军,张济民. 机械工程学报. 2017(12)
博士论文
[1]列车碰撞动力学关键问题研究[D]. 杨超.西南交通大学 2016
[2]高速列车—轨道三维刚柔耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2015
[3]基于多体系统动力学的机车车辆耐撞性研究[D]. 雷成.西南交通大学 2014
[4]复杂环境状态下高速列车脱轨机理研究[D]. 肖新标.西南交通大学 2013
硕士论文
[1]基于列车碰撞动力学的纵向碰撞建模及能量管理研究[D]. 袁成标.西南交通大学 2018
[2]地铁列车曲线碰撞响应及耐撞性研究[D]. 杨皓杰.西南交通大学 2018
[3]城际列车碰撞历程中钩缓装置的作用机理研究[D]. 杨宝柱.西南交通大学 2017
[4]共享路权下有轨电车侧面碰撞安全研究[D]. 李铎.西南交通大学 2017
[5]地铁列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 卢毓江.西南交通大学 2015
[6]列车撞击垂向响应及其控制研究[D]. 陈国瑞.中南大学 2012
[7]考虑多节车的高速列车/轨道耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2012
[8]高速列车耐撞性结构及安全性研究[D]. 张志新.西南交通大学 2012
[9]地铁列车多体碰撞的动态仿真方法及应用[D]. 谢卓君.中南大学 2012
本文编号：2924164
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