發(fā)布時(shí)間：2017-04-16 17:19

  本文關(guān)鍵詞：地鐵障礙物與脫軌檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)與分析，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：隨著我國(guó)城市化建設(shè)進(jìn)程加快,軌道交通在城市交通系統(tǒng)中的優(yōu)勢(shì)逐漸凸顯,障礙物與脫軌檢測(cè)技術(shù)是無(wú)人駕駛軌道車輛安全運(yùn)行的保障,相關(guān)研究已成為軌道交通領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本論文研究了當(dāng)前國(guó)內(nèi)外障礙物與脫軌檢測(cè)技術(shù)與方法,研制了一種適用于城市軌道交通無(wú)人駕駛地鐵的接觸式障礙物與脫軌檢測(cè)裝置,填補(bǔ)了我國(guó)無(wú)人駕駛地鐵接觸式障礙物與脫軌檢測(cè)裝置的研究空白。 本文詳述所研制的接觸式障礙物與脫軌檢測(cè)裝置的物理原理：建立了裝置關(guān)鍵部件η型板彈簧在障礙物檢測(cè)與脫軌檢測(cè)工作狀態(tài)下的載荷-形變模型,結(jié)合有限元方法進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證；選取典型碰撞與脫軌工況分析了裝置的靜力學(xué)特征,校驗(yàn)了裝置關(guān)鍵結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度,分析了裝置的模態(tài)特征；對(duì)裝置在有、無(wú)風(fēng)載荷下隨車啟動(dòng)-制動(dòng)過(guò)程和障礙物碰撞工況做了動(dòng)力學(xué)分析：設(shè)計(jì)和搭建了障礙物碰撞與脫軌檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái),并進(jìn)行了沖擊與振動(dòng)等多項(xiàng)試驗(yàn)。 通過(guò)對(duì)大量數(shù)據(jù)的對(duì)比分析,驗(yàn)證了所建立的板彈簧載荷-形變力學(xué)模型的正確性；通過(guò)裝置障礙物與脫軌檢測(cè)功能觸發(fā)過(guò)程的靜力學(xué)分析,得到典型位置載荷作用下板彈簧的形變規(guī)律,在單側(cè)水平載荷作用下非受載側(cè)板彈簧形變量為受載側(cè)板彈簧形變量的0.5193倍,驗(yàn)證了障礙物檢測(cè)與脫軌檢測(cè)功能的獨(dú)立性；有、無(wú)風(fēng)載荷下啟動(dòng)-制動(dòng)工況的仿真研究表明本裝置不會(huì)在隨車運(yùn)行過(guò)程中被誤觸發(fā)。通過(guò)碰撞與脫軌實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了裝置的檢測(cè)功能,振動(dòng)與沖擊試驗(yàn)得到的裝置共振頻率與仿真分析一致。裝置樣機(jī)已經(jīng)通過(guò)了鐵科院機(jī)車檢驗(yàn)站的沖擊與振動(dòng)型式試驗(yàn),達(dá)到了結(jié)構(gòu)和功能的可靠性,已開(kāi)始裝備北京燕房線地鐵車輛。 本研究所采用的理論分析、有限元與動(dòng)力學(xué)仿真、制造實(shí)驗(yàn)樣機(jī)與搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)等多種研究方法,已能夠較全面地掌握接觸式障礙物與脫軌檢測(cè)裝置的設(shè)計(jì)原理與規(guī)律,在國(guó)內(nèi)尚屬首次。研究過(guò)程為探索軌道交通障礙物與脫軌檢測(cè)裝置提供了參考。
【關(guān)鍵詞】：無(wú)人駕駛地鐵 接觸式障礙物檢測(cè) 接觸式脫軌檢測(cè) η型板彈簧 靜力學(xué)分析 動(dòng)力學(xué)分析 實(shí)驗(yàn)研究
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U298
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-22
• 1.1 課題的背景及意義12-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-18
• 1.2.1 國(guó)外障礙物與脫軌檢測(cè)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)障礙物與脫軌檢測(cè)研究現(xiàn)狀15-17
• 1.2.3 板彈簧研究進(jìn)展17
• 1.2.4 研究現(xiàn)狀總結(jié)17-18
• 1.3 課題來(lái)源與研究意義18
• 1.4 論文研究?jī)?nèi)容與章節(jié)安排18-22
• 2 障礙物與脫軌檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)方案22-36
• 2.1 檢測(cè)裝置設(shè)計(jì)要求22
• 2.2 障礙物與脫軌檢測(cè)原理22-24
• 2.2.1 障礙物檢測(cè)原理23-24
• 2.2.2 脫軌檢測(cè)原理24
• 2.3 障礙物與脫軌檢測(cè)系統(tǒng)24-26
• 2.3.1 系統(tǒng)組成24-25
• 2.3.2 裝置工作流程25-26
• 2.4 障礙物與脫軌檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)26-31
• 2.4.1 裝置整體設(shè)計(jì)26-27
• 2.4.2 關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)27-31
• 2.5 電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案31-34
• 2.6 本章小結(jié)34-36
• 3 η型板彈簧載荷-形變模型36-48
• 3.1 板彈簧載荷-形變研究方法36-37
• 3.2 障礙物檢測(cè)過(guò)程板彈簧載荷-形變模型37-43
• 3.2.1 載荷-形變模型理論分析37-40
• 3.2.2 載荷-形變模型有限元分析40-41
• 3.2.3 載荷-形變模型建立41-43
• 3.3 脫軌檢測(cè)過(guò)程板彈簧載荷-形變模型43-45
• 3.3.1 載荷-形變模型理論分析43-44
• 3.3.2 載荷-形變模型有限元分析44-45
• 3.3.3 理論與有限元對(duì)比分析45
• 3.4 板彈簧強(qiáng)度校核45-47
• 3.5 本章小結(jié)47-48
• 4 障礙物與脫軌檢測(cè)裝置靜力學(xué)分析48-70
• 4.1 裝置有限元模型建立48-49
• 4.2 障礙物檢測(cè)觸發(fā)過(guò)程靜力學(xué)分析49-55
• 4.2.1 橫梁中部載荷靜力學(xué)分析50-51
• 4.2.2 橫梁?jiǎn)蝹?cè)載荷靜力學(xué)分析51-54
• 4.2.3 障礙物與脫軌檢測(cè)功能獨(dú)立性驗(yàn)證54-55
• 4.3 脫軌檢測(cè)靜力學(xué)分析55-62
• 4.3.1 橫梁軌道接觸位置分析55-56
• 4.3.2 橫梁屈服分析56-57
• 4.3.3 輪對(duì)內(nèi)陷脫軌分析57-60
• 4.3.4 輪對(duì)爬軌脫軌分析60-62
• 4.4 裝置關(guān)鍵部件靜力學(xué)分析62-66
• 4.4.1 嚙合齒板組靜力學(xué)分析62-63
• 4.4.2 橫梁吊臂靜力學(xué)分析63-64
• 4.4.3 螺栓組強(qiáng)度校核64-66
• 4.5 裝置模態(tài)分析66-68
• 4.6 本章小結(jié)68-70
• 5 障礙物與脫軌檢測(cè)裝置動(dòng)力學(xué)分析70-84
• 5.1 多體動(dòng)力學(xué)與虛擬樣機(jī)技術(shù)70
• 5.2 裝置虛擬樣機(jī)模型建立70-72
• 5.2.1 虛擬樣機(jī)模型初步建立71
• 5.2.2 板彈簧柔性體建立71-72
• 5.3 啟動(dòng)與制動(dòng)工況仿真72-76
• 5.3.1 啟動(dòng)制動(dòng)工況條件73
• 5.3.2 啟動(dòng)工況仿真73-75
• 5.3.3 緊急制動(dòng)工況仿真75-76
• 5.4 風(fēng)載荷下啟動(dòng)工況仿真76-78
• 5.4.1 風(fēng)載荷作用條件76-77
• 5.4.2 啟動(dòng)工況仿真77-78
• 5.5 障礙物碰撞工況仿真78-83
• 5.5.1 障礙物碰撞虛擬樣機(jī)模型建立79-80
• 5.5.2 障礙物碰撞仿真分析80-83
• 5.6 本章小結(jié)83-84
• 6 障礙物與脫軌檢測(cè)裝置實(shí)驗(yàn)研究84-102
• 6.1 障礙物碰撞與脫軌檢測(cè)實(shí)驗(yàn)方案84-88
• 6.1.1 障礙物碰撞與脫軌檢測(cè)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)84-87
• 6.1.2 實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)87-88
• 6.2 障礙物碰撞實(shí)驗(yàn)88-94
• 6.2.1 等效碰撞模型建立88-90
• 6.2.2 碰撞實(shí)驗(yàn)90-92
• 6.2.3 碰撞實(shí)驗(yàn)與理論、仿真對(duì)比分析92-94
• 6.3 脫軌檢測(cè)實(shí)驗(yàn)及分析94-96
• 6.4 沖擊與振動(dòng)型式試驗(yàn)96-101
• 6.4.1 沖擊與振動(dòng)型式試驗(yàn)方法96-97
• 6.4.2 檢測(cè)裝置共振頻率97-98
• 6.4.3 試驗(yàn)分析與結(jié)論98-101
• 6.5 本章小結(jié)101-102
• 7 總結(jié)與展望102-104
• 7.1 論文工作總結(jié)102-103
• 7.2 展望103-104
• 參考文獻(xiàn)104-108
• 作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果108-112
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：311300