本文關(guān)鍵詞：磁懸浮列車—高架橋梁系統(tǒng)耦合動力問題研究

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【摘要】：本文在車橋耦合動力相互作用理論基礎(chǔ)上,以剛剛建成的長沙磁浮快線上的25m典型預(yù)應(yīng)力混凝土簡支箱梁橋?yàn)檠芯繉ο?建立了車橋耦合動力學(xué)模型,并用全過程迭代法求解車橋耦合系統(tǒng)方程。以軌道不平順作為隨機(jī)激勵,以電磁力為聯(lián)系紐帶,重點(diǎn)分析了磁浮車橋耦合動力相互作用的響應(yīng)規(guī)律。然后,探討了中低速磁浮高架橋沖擊效應(yīng)的影響因素,并對磁浮線路軌道梁的設(shè)計(jì)進(jìn)行了研究。最后著重分析了動力系數(shù)與車速的關(guān)系,主要工作內(nèi)容和結(jié)論如下：(1)本文在研究磁懸浮列車動力耦合問題時,僅考慮車橋耦合豎向振動而不考慮橫向振動,并采用計(jì)算效率高、收斂過程可控性高的全過程迭代法,經(jīng)計(jì)算驗(yàn)證該方法可行。(2)分析中低速磁浮列車的電磁懸浮動態(tài)機(jī)理,推導(dǎo)了動態(tài)電磁懸浮力的計(jì)算公式,總結(jié)了電磁懸浮動態(tài)特性。(3)在總結(jié)和分析既有研究成果的基礎(chǔ)上,建立了磁浮車橋耦合模型,介紹了磁浮線路的軌道不平順模型參數(shù)選取方式,用全過程迭代法求解磁浮車橋在軌道不平順激勵下的動態(tài)響應(yīng)。(4)軌道梁跨中位移動力系數(shù)在車速10～80km/h范圍內(nèi)隨著行車速度的提高基本呈增大趨勢,均小于1.2,證明軌道梁動力響應(yīng)很小,反映出長沙磁浮線路軌道梁在列車低速運(yùn)行時的良好動力性能。除車速之外,車體質(zhì)量也是其主要影響因素,當(dāng)磁浮車輛車重不同時,其磁浮車橋耦合體系的動力響應(yīng)隨著車體質(zhì)量的增大而增大。(5)在研究磁浮高架橋沖擊效應(yīng)時,分別討論了車重、車速、橋梁阻尼比及軌道梁截面尺寸對簡支梁動力系數(shù)的影響。軌道梁跨中位移動力系數(shù)隨車重和車速的增大而增大,隨橋梁阻尼比的增大而減小,軌道梁截面尺寸的局部調(diào)整對其影響不大,所以,具體截面尺寸的主控因素是剛度。(6)當(dāng)軌道梁阻尼比、荷載長度和跨度確定時,通過大量仿真計(jì)算得到了磁浮列車80km/h速度范圍以內(nèi)的軌道梁跨中位移動力系數(shù)隨車速變化的關(guān)系,最后,得出了軌道梁跨中位移動力系數(shù)與車速的線性擬合公式。
【關(guān)鍵詞】：中低速磁浮列車 電磁力 全過程迭代法 車橋耦合振動 沖擊效應(yīng) 動力系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U266.4;U441.7
【目錄】：

• 致謝5-6
• 摘要6-7
• ABSTRACT7-12
• 1 緒論12-28
• 1.1 磁浮交通概況12-18
• 1.1.1 磁浮交通原理12-13
• 1.1.2 磁浮列車的交通模式及工作原理13-16
• 1.1.3 磁浮列車的特點(diǎn)概括16-18
• 1.2 磁浮列車技術(shù)發(fā)展概況18-24
• 1.2.1 德國磁浮列車技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r18-20
• 1.2.2 日本磁浮列車技術(shù)發(fā)展20-21
• 1.2.3 中國磁浮列車技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r21-23
• 1.2.4 其他國家磁懸浮列車技術(shù)的發(fā)展23-24
• 1.3 磁浮交通動力學(xué)研究現(xiàn)狀24-26
• 1.4 論文主要工作內(nèi)容26-28
• 1.4.1 研究意義與目標(biāo)26
• 1.4.2 研究內(nèi)容26-28
• 2 電磁懸浮系統(tǒng)及其動態(tài)特性28-44
• 2.1 電磁懸浮機(jī)械結(jié)構(gòu)28-31
• 2.2 中低速磁浮系統(tǒng)懸浮控制原理31-36
• 2.2.1 電磁懸浮物理模型31-35
• 2.2.2 PID控制器及位移/速度伽速度反饋原理35-36
• 2.3 中低速磁浮系統(tǒng)導(dǎo)向控制原理36-41
• 2.3.1 中低速磁浮列車被動導(dǎo)向原理36-40
• 2.3.2 中低速磁浮列車主動導(dǎo)向原理40-41
• 2.4 動態(tài)磁軌關(guān)系41-43
• 2.5 本章小結(jié)43-44
• 3 磁浮列車-高架橋梁系統(tǒng)垂向動力分析模型44-60
• 3.1 工程概況44-45
• 3.2 車橋豎向耦合動力學(xué)模型45-46
• 3.3 磁浮列車子系統(tǒng)46-52
• 3.3.1 磁浮車輛模型假定46
• 3.3.2 磁浮車輛動力學(xué)模型46-48
• 3.3.3 磁浮車輛子系統(tǒng)運(yùn)動方程48-52
• 3.4 橋梁子系統(tǒng)52-54
• 3.4.1 橋梁模型假定52
• 3.4.2 橋梁模型52
• 3.4.3 橋梁子系統(tǒng)動力學(xué)方程52-54
• 3.5 隨機(jī)激勵模型54-57
• 3.5.1 軌道不平順54
• 3.5.2 長沙磁浮快線軌道梁表面不平度及其數(shù)學(xué)描述54-55
• 3.5.3 三角級數(shù)法數(shù)值模擬原理55
• 3.5.4 軌道不平順空間頻率功率譜和角頻率功率譜的變換55-56
• 3.5.5 唐山低速磁浮試驗(yàn)線軌道不平順的數(shù)值模型56-57
• 3.6 車橋耦合數(shù)值求解的全過程迭代法57-59
• 3.7 本章小結(jié)59-60
• 4 磁浮列車-高架橋梁系統(tǒng)豎向動力響應(yīng)研究60-78
• 4.1 中低速磁浮軌道梁自振頻率60-62
• 4.1.1 各國規(guī)范的頻率限值60-61
• 4.1.2 簡支梁自振特性分析61-62
• 4.2 磁浮橋梁剛度限值62-63
• 4.3 車體加速度限值63
• 4.4 磁浮車/橋梁豎向耦合振動響應(yīng)63-73
• 4.4.1 磁浮車輛車體的動力響應(yīng)63-67
• 4.4.2 磁浮車輛轉(zhuǎn)向架的響應(yīng)67-73
• 4.5 簡支梁高架橋的動力響應(yīng)73-76
• 4.6 本章小結(jié)76-78
• 5 磁浮線路高架橋動力系數(shù)研究78-92
• 5.1 動力系數(shù)計(jì)算原理78-79
• 5.2 簡支梁跨中位移動力系數(shù)79-85
• 5.2.1 簡支梁跨中動力系數(shù)79-80
• 5.2.2 橋梁阻尼比對簡支梁跨中位移動力系數(shù)的影響80-82
• 5.2.3 車體質(zhì)量對簡支梁跨中動力系數(shù)的影響82-83
• 5.2.4 簡支梁截面參數(shù)比對動力系數(shù)的影響83-85
• 5.3 車速與動力系數(shù)的關(guān)系85-88
• 5.4 磁浮簡支梁設(shè)計(jì)88-90
• 5.5 本章小結(jié)90-92
• 6 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 結(jié)論92-93
• 6.2 展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-98
• 作者簡歷98-102
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集102

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