动力稳定装置-轨道系统能量传递与疲劳分析
发布时间：2021-09-19 01:40
随着铁路运输模式向高速、重载和大运量的模式发展,铁路行车安全显得尤为重要。对于新修以及大修的铁路线路,出现道床颗粒松散、横向阻力弱、列车运行时稳定性差的问题。通过动力稳定车的动力稳定作业,能从根本上提高道床对轨枕的横向阻力以及列车运行时整体稳定性。动力稳定装置是动力稳定车作业时的关键部件,其作业参数、各子系统部件间能量传递效率和走行轮疲劳寿命直接影响动力稳定作业效率的提高和作业质量的改善,作业时其与轨道组成的是一个大型的非线性系统,对其进行系统研究仍有许多难点。本文基于多体动力学理论,选择动力稳定装置和轨道组成的系统为研究对象,基于集中参数法、刚柔耦合理论和疲劳寿命分析理论,对稳定作业下研究对象的横向动力学特性、垂横耦合下的各部件间的能量传递效率和走行轮的疲劳寿命进行了系统研究分析。通过对稳定装置作业原理的分析,运用集中参数法建立稳定装置-轨道系统多刚体横向动力学模型,分析了不同道床工况和作业参数对作业时轨枕横向位移、速度变化的影响,结合标准有砟轨道行车安全对横向阻力的要求,得到本文研究工况对应的最优激振频率3033Hz。结合工程结构建立了钢轨-轨枕有限元模型,进...
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
建立动力学方程步骤
昆明理工大学硕士学位论文12传统多刚体动力学认为车辆系统可以看成是一个由弹簧系统支持的刚体，称为簧上质量，包含车体本身总质量以及载重的总质量。将车体以下包含轮对、转向架等部分包含的总质量称为簧下质量。车辆系统动力学基本的建模方法：在车体的重心位置建立直角坐标系，通过该直角坐标系的x、y、z三个坐标轴的平动和转动构成了6个相互独立的运动形式，用来描述车辆系统所有构件空间位置的变化。通常选择x轴正向为车辆运行方向（即纵向），y轴方向为轨枕水平方向（即横向），z轴方向为铅垂方向（即垂向），具体位置如下图2.2所示。图2.2车辆系统描述示意图Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在车辆系统动力学中通常将车辆系统沿x、y、z三个坐标轴方向上的平动称为伸缩、横摆、浮沉；沿x、y、z三个坐标轴方向的转动称为侧滚、点头、摇头。2.1.2轨道系统动力学一直以来为了合理的将车辆-轨道系统抽象成物理模型，学者们对轨道模型的物理描述方法进行了不懈的研究，形成了基于模型基本参数不同处理方式的两种建模方法。图2.3“半车-轨道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中参数模型：基于研究系统的实际情况，按照相应的等效原则将一个复杂、
昆明理工大学硕士学位论文12传统多刚体动力学认为车辆系统可以看成是一个由弹簧系统支持的刚体，称为簧上质量，包含车体本身总质量以及载重的总质量。将车体以下包含轮对、转向架等部分包含的总质量称为簧下质量。车辆系统动力学基本的建模方法：在车体的重心位置建立直角坐标系，通过该直角坐标系的x、y、z三个坐标轴的平动和转动构成了6个相互独立的运动形式，用来描述车辆系统所有构件空间位置的变化。通常选择x轴正向为车辆运行方向（即纵向），y轴方向为轨枕水平方向（即横向），z轴方向为铅垂方向（即垂向），具体位置如下图2.2所示。图2.2车辆系统描述示意图Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在车辆系统动力学中通常将车辆系统沿x、y、z三个坐标轴方向上的平动称为伸缩、横摆、浮沉；沿x、y、z三个坐标轴方向的转动称为侧滚、点头、摇头。2.1.2轨道系统动力学一直以来为了合理的将车辆-轨道系统抽象成物理模型，学者们对轨道模型的物理描述方法进行了不懈的研究，形成了基于模型基本参数不同处理方式的两种建模方法。图2.3“半车-轨道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中参数模型：基于研究系统的实际情况，按照相应的等效原则将一个复杂、
【参考文献】：
期刊论文
[1]WD-400W稳定车稳定装置研制[J]. 张锦权,王树海,王印军. 机车车辆工艺. 2013(06)
[2]宽轨捣固车和稳定车轮对有限元分析与评定[J]. 杨俊杰,李胜,胡高华. 机车车辆工艺. 2013(02)
[3]弹性长枕无砟轨道动刚度垂向耦合动力及能量分析[J]. 伍曾,刘学毅. 铁道学报. 2012(02)
[4]车辆蛇形运动状态下重载铁路轮轨系统振动特性[J]. 王开云,刘鹏飞. 工程力学. 2012(01)
[5]动力稳定车稳定头垂直下压力控制系统技术改造的探讨[J]. 马占川. 铁道建筑. 2008(08)
[6]城市轨道交通系统轨道结构随机动力响应分析[J]. 徐劲,谢伟平,蒋沧如. 路基工程. 2008(01)
[7]应用多体有限元混合法对复杂结构疲劳寿命仿真[J]. 缪炳荣,肖守讷,张卫华,金鼎昌,阳光武. 机械强度. 2008(01)
[8]WD320型稳定装置振动分析[J]. 孙建英,杜利伟. 现代商贸工业. 2007(12)
[9]考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析[J]. 曾京,罗仁. 铁道学报. 2007(06)
[10]六轴机车在弹性结构轨道上耦合动力学模型[J]. 封全保,孙守光,刘建新,王开云. 农业装备与车辆工程. 2006(04)
博士论文
[1]动力稳定车新型稳定装置动力学及失效研究[D]. 韩世昌.昆明理工大学 2017
[2]轮轨接触特性及钢轨损伤因素的理论及试验研究[D]. 刘洋.兰州交通大学 2016
[3]基于柔性轮对的动车组轮轴疲劳寿命研究[D]. 徐传来.西南交通大学 2014
[4]轨道结构随机振动和Ⅲ型轨枕可靠性研究[D]. 李斌.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]快速货车轮轨横向冲击动力学特性研究[D]. 马波.兰州交通大学 2017
[2]高速车辆刚柔耦合动态响应及轮对疲劳寿命研究[D]. 吴正习.兰州交通大学 2016
[3]动力稳定车稳定装置参数优化及刚柔耦合分析[D]. 王军.昆明理工大学 2016
[4]CRH2型动车组车轮疲劳强度分析及轮径限度研究[D]. 赵亮.北京交通大学 2015
[5]基于车辆—轨道结构垂向耦合系统的数值积分方法的应用与研究[D]. 程力.兰州交通大学 2015
[6]轨道动力稳定车主车架结构疲劳强度研究[D]. 谢耿昌.西南交通大学 2014
[7]铁路货车车轮疲劳分析方法研究[D]. 肖兵.北京交通大学 2012
[8]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
[9]动力稳定车车架动力学性能分析[D]. 李伟成.昆明理工大学 2011
[10]基于典型工况下某动力稳定车转向架动力学特性研究[D]. 刘光伟.昆明理工大学 2011
本文编号：3400752
【文章来源】：昆明理工大学云南省
【文章页数】：85 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
建立动力学方程步骤
昆明理工大学硕士学位论文12传统多刚体动力学认为车辆系统可以看成是一个由弹簧系统支持的刚体，称为簧上质量，包含车体本身总质量以及载重的总质量。将车体以下包含轮对、转向架等部分包含的总质量称为簧下质量。车辆系统动力学基本的建模方法：在车体的重心位置建立直角坐标系，通过该直角坐标系的x、y、z三个坐标轴的平动和转动构成了6个相互独立的运动形式，用来描述车辆系统所有构件空间位置的变化。通常选择x轴正向为车辆运行方向（即纵向），y轴方向为轨枕水平方向（即横向），z轴方向为铅垂方向（即垂向），具体位置如下图2.2所示。图2.2车辆系统描述示意图Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在车辆系统动力学中通常将车辆系统沿x、y、z三个坐标轴方向上的平动称为伸缩、横摆、浮沉；沿x、y、z三个坐标轴方向的转动称为侧滚、点头、摇头。2.1.2轨道系统动力学一直以来为了合理的将车辆-轨道系统抽象成物理模型，学者们对轨道模型的物理描述方法进行了不懈的研究，形成了基于模型基本参数不同处理方式的两种建模方法。图2.3“半车-轨道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中参数模型：基于研究系统的实际情况，按照相应的等效原则将一个复杂、
昆明理工大学硕士学位论文12传统多刚体动力学认为车辆系统可以看成是一个由弹簧系统支持的刚体，称为簧上质量，包含车体本身总质量以及载重的总质量。将车体以下包含轮对、转向架等部分包含的总质量称为簧下质量。车辆系统动力学基本的建模方法：在车体的重心位置建立直角坐标系，通过该直角坐标系的x、y、z三个坐标轴的平动和转动构成了6个相互独立的运动形式，用来描述车辆系统所有构件空间位置的变化。通常选择x轴正向为车辆运行方向（即纵向），y轴方向为轨枕水平方向（即横向），z轴方向为铅垂方向（即垂向），具体位置如下图2.2所示。图2.2车辆系统描述示意图Fig.2.2Schematicdiagramofvehiclesystemdescription在车辆系统动力学中通常将车辆系统沿x、y、z三个坐标轴方向上的平动称为伸缩、横摆、浮沉；沿x、y、z三个坐标轴方向的转动称为侧滚、点头、摇头。2.1.2轨道系统动力学一直以来为了合理的将车辆-轨道系统抽象成物理模型，学者们对轨道模型的物理描述方法进行了不懈的研究，形成了基于模型基本参数不同处理方式的两种建模方法。图2.3“半车-轨道”模型Fig2.3Sato"halfcar-track"model集中参数模型：基于研究系统的实际情况，按照相应的等效原则将一个复杂、
【参考文献】：
期刊论文
[1]WD-400W稳定车稳定装置研制[J]. 张锦权,王树海,王印军. 机车车辆工艺. 2013(06)
[2]宽轨捣固车和稳定车轮对有限元分析与评定[J]. 杨俊杰,李胜,胡高华. 机车车辆工艺. 2013(02)
[3]弹性长枕无砟轨道动刚度垂向耦合动力及能量分析[J]. 伍曾,刘学毅. 铁道学报. 2012(02)
[4]车辆蛇形运动状态下重载铁路轮轨系统振动特性[J]. 王开云,刘鹏飞. 工程力学. 2012(01)
[5]动力稳定车稳定头垂直下压力控制系统技术改造的探讨[J]. 马占川. 铁道建筑. 2008(08)
[6]城市轨道交通系统轨道结构随机动力响应分析[J]. 徐劲,谢伟平,蒋沧如. 路基工程. 2008(01)
[7]应用多体有限元混合法对复杂结构疲劳寿命仿真[J]. 缪炳荣,肖守讷,张卫华,金鼎昌,阳光武. 机械强度. 2008(01)
[8]WD320型稳定装置振动分析[J]. 孙建英,杜利伟. 现代商贸工业. 2007(12)
[9]考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析[J]. 曾京,罗仁. 铁道学报. 2007(06)
[10]六轴机车在弹性结构轨道上耦合动力学模型[J]. 封全保,孙守光,刘建新,王开云. 农业装备与车辆工程. 2006(04)
博士论文
[1]动力稳定车新型稳定装置动力学及失效研究[D]. 韩世昌.昆明理工大学 2017
[2]轮轨接触特性及钢轨损伤因素的理论及试验研究[D]. 刘洋.兰州交通大学 2016
[3]基于柔性轮对的动车组轮轴疲劳寿命研究[D]. 徐传来.西南交通大学 2014
[4]轨道结构随机振动和Ⅲ型轨枕可靠性研究[D]. 李斌.西南交通大学 2011
硕士论文
[1]快速货车轮轨横向冲击动力学特性研究[D]. 马波.兰州交通大学 2017
[2]高速车辆刚柔耦合动态响应及轮对疲劳寿命研究[D]. 吴正习.兰州交通大学 2016
[3]动力稳定车稳定装置参数优化及刚柔耦合分析[D]. 王军.昆明理工大学 2016
[4]CRH2型动车组车轮疲劳强度分析及轮径限度研究[D]. 赵亮.北京交通大学 2015
[5]基于车辆—轨道结构垂向耦合系统的数值积分方法的应用与研究[D]. 程力.兰州交通大学 2015
[6]轨道动力稳定车主车架结构疲劳强度研究[D]. 谢耿昌.西南交通大学 2014
[7]铁路货车车轮疲劳分析方法研究[D]. 肖兵.北京交通大学 2012
[8]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
[9]动力稳定车车架动力学性能分析[D]. 李伟成.昆明理工大学 2011
[10]基于典型工况下某动力稳定车转向架动力学特性研究[D]. 刘光伟.昆明理工大学 2011
本文编号：3400752
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