高速动车组构架载荷及动应力研究
发布时间：2021-05-24 13:22
近年来,中国高速铁路已经取得了重大发展,高铁已经成为改善国民生活水平、带动铁路沿线经济发展的重要工具以及中国对外经济往来的重要名片。高铁作为重要的载客交通工具,其安全性意义重大。而转向架构架作为高速列车重要的承载部件之一,在列车走形装置中发挥着举足轻重的作用,因此对其实际运行时的受载情况进行研究十分重要,且其受载特征也会为构架生产设计、结构优化、服役寿命预测提供重要的参考。本文以国内某型高速动车组构架为研究对象,以其在大西线路试验专线上典型线路的构架实测载荷和动应力数据为基础,结合SIMPACK整车刚柔耦合动力学模型及模态应力恢复方法,从线路实测和理论计算两个角度研究了构架载荷及应力特征,并优化了构架载荷应力传递系数。主要完成以下工作:（1）完成了线路实测构架载荷和应力数据的处理,分析了构架14种载荷系在不同线路工况下,时域和频域上的变化特点。计算了构架各个载荷系之间的Pearson相关系数,分析了载荷系之间时域上的相关性。研究了实测载荷谱的编谱方法,编制了不同速度级、直曲线工况和空重车工况构架载荷谱。（2）处理了实测构架动应力数据,完成了构架应力测点的区域划分,分析了构架载荷和应力在...
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 载荷及动应力研究现状
1.2.2 车辆动力学仿真研究现状
1.3 论文主要研究工作
2 转向架构架标定及测试方案
2.1 动车组转向架结构及载荷系介绍
2.1.1 动车组转向架简介
2.1.2 动车组转向架构架载荷系划分
2.2 构架载荷及应力测试方法
2.2.1 构架标定
2.2.2 构架载荷及应力测点布置方案
2.3 线路长期跟踪试验
2.3.1 长期跟踪试验目的
2.3.2 跟踪试验设备
2.4 本章小结
3 线路实测构架载荷特性分析
3.1 数据处理方法
3.2 构架载荷时频特性分析
3.2.1 浮沉载荷与扭转载荷特性分析
3.2.2 侧滚载荷与横向载荷特性分析
3.2.3 齿轮箱、电机及纵向载荷特性分析
3.2.4 制动载荷特性分析
3.2.5 减振器载荷特性分析
3.2.6 抗侧滚扭杆载荷特性分析
3.3 构架多种载荷相关性分析
3.4 转向架构架载荷谱建立
3.4.1 实测载荷谱编制方法
3.4.2 实测载荷谱编制结果
3.5 本章小结
4 载荷与应力传递系数研究
4.1 基于标定试验的构架载荷应力传递系数
4.1.1 构架应力测点划分
4.1.2 载荷应力相关性分析
4.1.3 各载荷对应力测点的影响
4.1.4 动应力计算
4.2 基于神经网络的载荷应力传递系数优化
4.2.1 神经网络介绍
4.2.2 神经网络优化过程
4.2.3 神经网络优化结果
4.2.4 构架动应力预测
4.3 本章小结
5 构架载荷及动应力仿真研究
5.1 车辆刚-柔耦合动力学模型
5.1.1 高速车辆动力学建模原则
5.1.2 整车动力学模型
5.2 构架载荷仿真结果
5.2.1 构架仿真载荷处理方法
5.2.2 构架载荷特性分析
5.3 构架动应力研究
5.3.1 构架动应力计算方法
5.3.2 构架动应力特性
5.3.3 动应力预测效果检验
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器学习的设备剩余寿命预测方法综述[J]. 裴洪,胡昌华,司小胜,张建勋,庞哲楠,张鹏. 机械工程学报. 2019(08)
[2]基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究[J]. 王斌杰,孙守光,李强,唐琦. 铁道学报. 2019(02)
[3]世界金融危机之后高铁建设与中国经济持续发展[J]. 姚树洁. 武汉大学学报(哲学社会科学版). 2018(06)
[4]Analysis of the Load-Stress Response Characteristics of the Bogie Frame in Intercity Electric Multiple Unit[J]. Hua Zou,Shou-Guang Sun,Qiang Li,Zun-Song Ren. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[5]上海轨道交通1号线车辆构架裂纹产生原因探究[J]. 丁亚琦. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[6]考虑弹性的高速旋转轮对振动特性研究[J]. 杨光,任尊松,孙守光. 振动工程学报. 2016(04)
[7]Theoretical Research and Experimental Validation of Elastic Dynamic Load Spectra on Bogie Frame of High-speed Train[J]. ZHU Ning,SUN Shouguang,LI Qiang,ZOU Hua. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[8]基于谱分布估计和损伤一致性理论的动车组载荷谱校准方法研究[J]. 苗新法,薛广进,杨建辉,吴荣斌. 铁道学报. 2014(08)
[9]构架三种常用疲劳强度校核方法对比研究[J]. 李凡松,邬平波,曾京,王建斌. 机械工程学报. 2014(14)
[10]车身疲劳载荷谱的位移反求法[J]. 方剑光,高云凯,徐成民. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]基于实测载荷谱的重载货车车钩疲劳可靠性研究[D]. 薛海.北京交通大学 2017
[2]城际动车组转向架构架载荷谱研究[D]. 邹骅.北京交通大学 2016
[3]基于多体动力学和有限元法的机车车体结构疲劳仿真研究[D]. 缪炳荣.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]高速列车传动系统动力学研究[D]. 孙刚.北京交通大学 2018
[2]北京地铁2号线车辆转向架构架载荷测试与研究[D]. 张立.北京交通大学 2017
[3]轮对模态对轮轨系统性能的影响研究[D]. 刘潇.北京交通大学 2017
[4]面向长期服役和载荷谱建立的动应力测点选取[D]. 张英路.北京交通大学 2017
[5]高速转向架构架作用载荷谱研究[D]. 张大福.西南交通大学 2013
本文编号：3204260
【文章来源】：北京交通大学北京市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：110 页
【学位级别】：硕士
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致谢
摘要
ABSTRACT
1 引言
1.1 选题背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 载荷及动应力研究现状
1.2.2 车辆动力学仿真研究现状
1.3 论文主要研究工作
2 转向架构架标定及测试方案
2.1 动车组转向架结构及载荷系介绍
2.1.1 动车组转向架简介
2.1.2 动车组转向架构架载荷系划分
2.2 构架载荷及应力测试方法
2.2.1 构架标定
2.2.2 构架载荷及应力测点布置方案
2.3 线路长期跟踪试验
2.3.1 长期跟踪试验目的
2.3.2 跟踪试验设备
2.4 本章小结
3 线路实测构架载荷特性分析
3.1 数据处理方法
3.2 构架载荷时频特性分析
3.2.1 浮沉载荷与扭转载荷特性分析
3.2.2 侧滚载荷与横向载荷特性分析
3.2.3 齿轮箱、电机及纵向载荷特性分析
3.2.4 制动载荷特性分析
3.2.5 减振器载荷特性分析
3.2.6 抗侧滚扭杆载荷特性分析
3.3 构架多种载荷相关性分析
3.4 转向架构架载荷谱建立
3.4.1 实测载荷谱编制方法
3.4.2 实测载荷谱编制结果
3.5 本章小结
4 载荷与应力传递系数研究
4.1 基于标定试验的构架载荷应力传递系数
4.1.1 构架应力测点划分
4.1.2 载荷应力相关性分析
4.1.3 各载荷对应力测点的影响
4.1.4 动应力计算
4.2 基于神经网络的载荷应力传递系数优化
4.2.1 神经网络介绍
4.2.2 神经网络优化过程
4.2.3 神经网络优化结果
4.2.4 构架动应力预测
4.3 本章小结
5 构架载荷及动应力仿真研究
5.1 车辆刚-柔耦合动力学模型
5.1.1 高速车辆动力学建模原则
5.1.2 整车动力学模型
5.2 构架载荷仿真结果
5.2.1 构架仿真载荷处理方法
5.2.2 构架载荷特性分析
5.3 构架动应力研究
5.3.1 构架动应力计算方法
5.3.2 构架动应力特性
5.3.3 动应力预测效果检验
5.4 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
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
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于机器学习的设备剩余寿命预测方法综述[J]. 裴洪,胡昌华,司小胜,张建勋,庞哲楠,张鹏. 机械工程学报. 2019(08)
[2]基于载荷谱提升转向架构架疲劳可靠性研究[J]. 王斌杰,孙守光,李强,唐琦. 铁道学报. 2019(02)
[3]世界金融危机之后高铁建设与中国经济持续发展[J]. 姚树洁. 武汉大学学报(哲学社会科学版). 2018(06)
[4]Analysis of the Load-Stress Response Characteristics of the Bogie Frame in Intercity Electric Multiple Unit[J]. Hua Zou,Shou-Guang Sun,Qiang Li,Zun-Song Ren. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2018(02)
[5]上海轨道交通1号线车辆构架裂纹产生原因探究[J]. 丁亚琦. 城市轨道交通研究. 2017(05)
[6]考虑弹性的高速旋转轮对振动特性研究[J]. 杨光,任尊松,孙守光. 振动工程学报. 2016(04)
[7]Theoretical Research and Experimental Validation of Elastic Dynamic Load Spectra on Bogie Frame of High-speed Train[J]. ZHU Ning,SUN Shouguang,LI Qiang,ZOU Hua. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2016(03)
[8]基于谱分布估计和损伤一致性理论的动车组载荷谱校准方法研究[J]. 苗新法,薛广进,杨建辉,吴荣斌. 铁道学报. 2014(08)
[9]构架三种常用疲劳强度校核方法对比研究[J]. 李凡松,邬平波,曾京,王建斌. 机械工程学报. 2014(14)
[10]车身疲劳载荷谱的位移反求法[J]. 方剑光,高云凯,徐成民. 同济大学学报(自然科学版). 2013(06)
博士论文
[1]基于实测载荷谱的重载货车车钩疲劳可靠性研究[D]. 薛海.北京交通大学 2017
[2]城际动车组转向架构架载荷谱研究[D]. 邹骅.北京交通大学 2016
[3]基于多体动力学和有限元法的机车车体结构疲劳仿真研究[D]. 缪炳荣.西南交通大学 2007
硕士论文
[1]高速列车传动系统动力学研究[D]. 孙刚.北京交通大学 2018
[2]北京地铁2号线车辆转向架构架载荷测试与研究[D]. 张立.北京交通大学 2017
[3]轮对模态对轮轨系统性能的影响研究[D]. 刘潇.北京交通大学 2017
[4]面向长期服役和载荷谱建立的动应力测点选取[D]. 张英路.北京交通大学 2017
[5]高速转向架构架作用载荷谱研究[D]. 张大福.西南交通大学 2013
本文编号：3204260
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