本文關(guān)鍵詞：實(shí)測陣風(fēng)下的車輛脫軌安全性研究

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【摘要】：我國地域廣闊氣候條件復(fù)雜,長期受到大風(fēng)天氣的影響,因此動(dòng)車組在運(yùn)行過程中就不可避免的會(huì)受到橫風(fēng)的干擾,我國沿海的臺(tái)風(fēng)天氣和西北的大風(fēng)天氣都對動(dòng)車組的運(yùn)行安全性提出了更高的要求。目前,我國“一帶一路”戰(zhàn)略正在加緊實(shí)施,西北的蘭新線是我們西出國門連接歐亞的咽喉要道,同時(shí)蘭新線要穿越我國著名的“百里風(fēng)區(qū)”,因此盡早研究橫風(fēng)作用下動(dòng)車組運(yùn)動(dòng)機(jī)理就顯得越來越重要。本文結(jié)合高速動(dòng)車組大風(fēng)試驗(yàn)和運(yùn)行過程中出現(xiàn)的安全性問題,圍繞機(jī)理分析和仿真計(jì)算,研究了不同橫風(fēng)作用下動(dòng)車組頭車運(yùn)動(dòng)姿態(tài)和安全性指標(biāo)的變化規(guī)律。詳細(xì)的研究內(nèi)容如下：(1)建立了動(dòng)車組頭車精確的非線性動(dòng)力學(xué)模型,考慮了非線性輪軌接觸關(guān)系、非線性蠕滑力、懸掛參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的非線性特性。建立了定常風(fēng)模型、瞬態(tài)中國帽風(fēng)模型、非定常隨機(jī)風(fēng)模型和基于實(shí)測氣壓值的實(shí)測陣風(fēng)風(fēng)載模型,采用靜力平衡原理將風(fēng)力和風(fēng)扭矩加載到動(dòng)力學(xué)仿真模型的車體上。(2)在蘭新線開展大風(fēng)試驗(yàn),實(shí)際測得車輛運(yùn)行過程中的輪軌力,并在特殊風(fēng)載荷下測得頭車迎風(fēng)側(cè)車輪脫軌系數(shù)超標(biāo)這一現(xiàn)象,針對這一特殊現(xiàn)象開展機(jī)理分析。從縱向蠕滑力產(chǎn)生搖頭力矩的角度分析了輪對的迎風(fēng)搖頭運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象；針對所測脫軌系數(shù)在風(fēng)作用下的變化情況分為四個(gè)階段,分析了對應(yīng)的橫向蠕滑力、輪對重力在橫向的分量和橫向風(fēng)突變等情況共同作用下輪對的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)變化情況,分析出迎風(fēng)側(cè)脫軌系數(shù)超標(biāo)的原因；推導(dǎo)了準(zhǔn)靜態(tài)作用下輪對運(yùn)動(dòng)簡化方程,仿真了分別單獨(dú)作用橫風(fēng)力和力矩情況下輪對的相對運(yùn)動(dòng)趨勢,驗(yàn)證了簡化輪對方程的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。(3)對施加定常風(fēng)載模型、帽子風(fēng)模型、隨機(jī)風(fēng)模型和實(shí)測風(fēng)載模型下的車輛動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行仿真,研究了不同風(fēng)載荷加載京津軌道譜、武廣軌道譜和不加載軌道譜時(shí)候的脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軌橫向力、輪軌橫向力和傾覆系數(shù)。通過實(shí)測風(fēng)載仿真出試驗(yàn)所測得的現(xiàn)象,研究了不加載軌道譜時(shí)不同風(fēng)載下車體、構(gòu)架和輪對相對運(yùn)動(dòng)姿態(tài),詳細(xì)分析了實(shí)測風(fēng)載下輪對運(yùn)動(dòng)過程,驗(yàn)證了機(jī)理分析的內(nèi)容。(4)在實(shí)測風(fēng)載下研究車輛懸掛參數(shù)對脫軌系數(shù)等安全性指標(biāo)的靈敏度問題,變化了車速和風(fēng)速,研究了車速和風(fēng)速對脫軌系數(shù)的影響。
【關(guān)鍵詞】：動(dòng)車組 蠕滑力 輪軌力 橫風(fēng) 風(fēng)模型 脫軌系數(shù)
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U266
【目錄】：

• 摘要7-8
• Abstract8-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-14
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀14-15
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.3 本文主要工作16-17
• 1.4 本章小結(jié)17-18
• 第2章 側(cè)風(fēng)和車輛動(dòng)力學(xué)仿真模型18-27
• 2.1 側(cè)風(fēng)模型18-24
• 2.1.1 定常風(fēng)模型19
• 2.1.2 瞬態(tài)中國帽風(fēng)模型19-21
• 2.1.3 非定常隨機(jī)風(fēng)載模型21-22
• 2.1.4 實(shí)測陣風(fēng)載荷模型22-24
• 2.2 車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模24-26
• 2.3 本章小結(jié)26-27
• 第3章 橫風(fēng)下車輛脫軌安全性研究27-40
• 3.1 試驗(yàn)情況概述27
• 3.2 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析27-32
• 3.3 機(jī)理分析32-39
• 3.3.1 輪對逆時(shí)針搖頭分析32-33
• 3.3.2 輪對橫向運(yùn)動(dòng)分析33-37
• 3.3.3 輪對與車體的相對運(yùn)動(dòng)分析37-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 側(cè)風(fēng)安全性仿真研究40-55
• 4.1 定常風(fēng)模型下的仿真40-43
• 4.2 帽子風(fēng)模型下的仿真43-45
• 4.3 隨機(jī)風(fēng)模型下的仿真45-48
• 4.4 實(shí)測風(fēng)模型下的仿真48-52
• 4.5 不同風(fēng)載下傾覆系數(shù)52-54
• 4.6 本章小結(jié)54-55
• 第5章 懸掛參數(shù)的影響研究55-65
• 5.1 抗蛇行減振器阻尼分析55-56
• 5.2 二系橫向止擋間隙分析56-57
• 5.3 二系橫向止擋高度分析57-58
• 5.4 二系空簧縱向剛度分析58
• 5.5 一系垂向剛度分析58-59
• 5.6 車輛行車速度分析59-61
• 5.7 風(fēng)速變化分析61-62
• 5.8 懸掛參數(shù)靈敏度分析62-64
• 5.9 本章小結(jié)64-65
• 總結(jié)與展望65-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-72
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與科研項(xiàng)目72

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