考虑车轮踏面磨耗的高速动车动力学性能仿真及悬挂参数优化
发布时间：2022-07-01 10:23
近些年我国高速铁路蓬勃发展,大量动车组被投入运营,随着动车组运营里程的增加,其车轮踏面磨耗所导致的动力学问题日益严重。踏面磨耗会对高速列车的轮轨接触会产生一定的影响,从而影响到车辆的平稳性、安全性和稳定性。转向架的悬挂参数对车辆动力学性能的影响较大,对悬挂参数进行优化设计是提高车轮踏面磨耗状态下车辆动力学性能的一种有效方法。本文针对不同踏面磨耗工况下的车辆动力学进行了研究,并对不同踏面磨耗工况下车辆悬挂参数进行了优化设计。本文主要工作包括:（1）利用多体动力学软件ADAMS/Rail,以国内某型高速列车为研究对象,建立了高速列车动力学模型,并验证了模型的正确性。（2）根据实测数据,分析了实测踏面的外形随运行里程的变化趋势,分析踏面磨耗规律,分析踏面磨耗对轮轨接触的影响,包括轮轨接触几何关系、轮轨接触面积、轮轨接触应力等,分析了踏面磨耗对轮轨接触等效锥度、车辆临界速度的影响。（3）研究不同磨耗程度下车辆运行速度和线路条件对模型动力学性能的影响,分析动力学性能参数随速度及磨耗量的变化规律。研究结果发现:车轮踏面磨耗对临界速度、脱轨系数、轮轨横向力及Sperling横向平稳性指标影响较大,对...
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 踏面磨耗国内外研究现状
1.2.1 踏面磨耗国外研究现状
1.2.2 踏面磨耗国内研究现状
1.3 遗传算法优化国内外研究现状
1.3.1 遗传算法优化国外研究现状
1.3.2 遗传算法优化国内研究现状
1.4 论文主要研究内容与方法
第二章 高速列车车辆系统动力学模型建立
2.1 ADAMS/Rail软件介绍
2.2 车辆系统动力学模型
2.2.1 车辆动力学模型
2.2.2 车辆模型非线性处理
2.2.3 车辆模型坐标系及自由度
2.3 轮/轨模型
2.3.1 LMA踏面
2.3.2 CHN60 轨面
2.4 线路模型
2.4.1 线路几何模型
2.4.2 轨道不平顺
2.5 车辆系统动力学模型验证
2.5.1 车辆模型的运动稳定性验证
2.5.2 车辆模型的其他动力学性能参数
2.6 本章小结
第三章 踏面磨耗对轮轨接触的影响
3.1 踏面磨耗分析
3.1.1 车轮踏面基本参数
3.1.2 不同磨耗工况下踏面参数对比
3.1.3 踏面磨耗规律分析
3.2 踏面磨耗对轮轨接触及蛇行稳定性的影响分析
3.2.1 踏面磨耗对轮轨接触几何关系的影响
3.2.2 踏面磨耗对轮轨接触斑与接触应力的影响
3.2.3 踏面磨耗对等效锥度的影响
3.2.4 踏面磨耗对临界速度的影响
3.3 本章小结
第四章 不同踏面磨耗工况对车辆动力学性能的影响
4.1 车辆系统动力学指标及评估标准
4.1.1 运行平稳性及评估标准
4.1.2 运行稳定性及评估标准
4.1.3 运行安全性及评估标准
4.2 踏面磨耗对车辆直线运行性能的影响
4.2.1 临界速度影响分析
4.2.2 脱轨系数影响分析
4.2.3 轮重减载率影响分析
4.2.4 平稳性影响分析
4.3 踏面磨耗对车辆曲线运行性能的影响
4.3.1 脱轨系数影响分析
4.3.2 轮重减载率影响分析
4.3.3 轮轨横向力影响分析
4.3.4 平稳性影响分析
4.4 本章小结
第五章 不同踏面磨耗工况下高速动车悬挂参数优化与仿真
5.1 ADAMS-Matlab联合仿真模型建立
5.1.1 悬挂系统参数化建模
5.1.2 模型验证
5.1.3 优化目标函数
5.2 悬挂参数敏感性分析
5.3 遗传算法概述
5.3.1 遗传算法简介
5.3.2 遗传算法的基本要素
5.3.3 遗传算法的特点
5.4 悬挂系统参数优化与仿真
5.4.1 悬挂系统参数单目标优化
5.4.2 悬挂系统参数多目标优化
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析[J]. 李响,任尊松,徐宁. 铁道学报. 2018(03)
[2]系统参数对高速列车车轮踏面凹陷磨耗的影响[J]. 黄彩虹,罗仁,曾京,宋春元. 交通运输工程学报. 2016(03)
[3]横向振动对列车车轮多边形磨耗的影响[J]. 袁雨青,李强,杨光. 北京交通大学学报. 2016(01)
[4]轮轨磨耗状态下悬挂参数失效对车辆动力学性能影响[J]. 吴娜,曾京,王忆佳. 振动与冲击. 2015(05)
[5]高速列车悬挂参数全局优化方法[J]. 崔涛,王琰,吴会超,李明,高峰,李明高. 机车电传动. 2015(01)
[6]高速铁道车辆悬挂系统参数化建模、优化与仿真分析[J]. 廖英英,刘永强,杨绍普. 动力学与控制学报. 2013(03)
[7]铁道车辆不同踏面等效锥度和轮轨接触关系计算[J]. 干锋,戴焕云,高浩,魏来. 铁道学报. 2013(09)
[8]武广客专动车组车轮磨耗及振动性能跟踪研究[J]. 刁晓明,朱韶光,董孝卿. 铁道机车车辆. 2013(02)
[9]基于Simulink运动仿真与改进自适应遗传算法的曲轴优化设计[J]. 黄朝慧,白云,谭世海. 科技通报. 2012(06)
[10]车轮型面磨耗对车辆服役性能的影响[J]. 李艳,张卫华,周文祥. 西南交通大学学报. 2010(04)
博士论文
[1]高速列车车轮磨耗及型面优化研究[D]. 林凤涛.中国铁道科学研究院 2014
硕士论文
[1]基于ADAMS/Rail的高速动车组动力学仿真分析[D]. 刘帅.石家庄铁道大学 2016
[2]基于遗传算法的LVDT性能参数多目标优化[D]. 段少军.武汉科技大学 2016
[3]高速列车蛇行运动特性研究[D]. 李然.西南交通大学 2016
[4]高速列车悬挂系统参数多目标优化[D]. 东方世平.北京交通大学 2015
[5]动车组车轮踏面与悬挂参数合理匹配研究[D]. 方涛.北京交通大学 2015
[6]具有一系悬挂的悬挂式单轨车辆悬挂参数分析及优化[D]. 李天一.西南交通大学 2015
[7]基于CRH2的车轮磨耗和经济型镟修踏面的研究[D]. 李海东.华东交通大学 2014
[8]CRH2动车组通过曲线时的钢轨磨耗及蛇行运动分析[D]. 刘丁阳.兰州交通大学 2014
[9]服役动车组车轮磨耗及振动性能跟踪研究[D]. 刁晓明.北京交通大学 2014
[10]基于磨耗后轮轨型面匹配的机车动力学性能分析[D]. 王大奎.大连交通大学 2013
本文编号：3654064
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 课题背景及意义
1.2 踏面磨耗国内外研究现状
1.2.1 踏面磨耗国外研究现状
1.2.2 踏面磨耗国内研究现状
1.3 遗传算法优化国内外研究现状
1.3.1 遗传算法优化国外研究现状
1.3.2 遗传算法优化国内研究现状
1.4 论文主要研究内容与方法
第二章 高速列车车辆系统动力学模型建立
2.1 ADAMS/Rail软件介绍
2.2 车辆系统动力学模型
2.2.1 车辆动力学模型
2.2.2 车辆模型非线性处理
2.2.3 车辆模型坐标系及自由度
2.3 轮/轨模型
2.3.1 LMA踏面
2.3.2 CHN60 轨面
2.4 线路模型
2.4.1 线路几何模型
2.4.2 轨道不平顺
2.5 车辆系统动力学模型验证
2.5.1 车辆模型的运动稳定性验证
2.5.2 车辆模型的其他动力学性能参数
2.6 本章小结
第三章 踏面磨耗对轮轨接触的影响
3.1 踏面磨耗分析
3.1.1 车轮踏面基本参数
3.1.2 不同磨耗工况下踏面参数对比
3.1.3 踏面磨耗规律分析
3.2 踏面磨耗对轮轨接触及蛇行稳定性的影响分析
3.2.1 踏面磨耗对轮轨接触几何关系的影响
3.2.2 踏面磨耗对轮轨接触斑与接触应力的影响
3.2.3 踏面磨耗对等效锥度的影响
3.2.4 踏面磨耗对临界速度的影响
3.3 本章小结
第四章 不同踏面磨耗工况对车辆动力学性能的影响
4.1 车辆系统动力学指标及评估标准
4.1.1 运行平稳性及评估标准
4.1.2 运行稳定性及评估标准
4.1.3 运行安全性及评估标准
4.2 踏面磨耗对车辆直线运行性能的影响
4.2.1 临界速度影响分析
4.2.2 脱轨系数影响分析
4.2.3 轮重减载率影响分析
4.2.4 平稳性影响分析
4.3 踏面磨耗对车辆曲线运行性能的影响
4.3.1 脱轨系数影响分析
4.3.2 轮重减载率影响分析
4.3.3 轮轨横向力影响分析
4.3.4 平稳性影响分析
4.4 本章小结
第五章 不同踏面磨耗工况下高速动车悬挂参数优化与仿真
5.1 ADAMS-Matlab联合仿真模型建立
5.1.1 悬挂系统参数化建模
5.1.2 模型验证
5.1.3 优化目标函数
5.2 悬挂参数敏感性分析
5.3 遗传算法概述
5.3.1 遗传算法简介
5.3.2 遗传算法的基本要素
5.3.3 遗传算法的特点
5.4 悬挂系统参数优化与仿真
5.4.1 悬挂系统参数单目标优化
5.4.2 悬挂系统参数多目标优化
5.5 本章小结
第六章 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于转向架悬挂参数与踏面锥度优化的高速车辆动力学性能分析[J]. 李响,任尊松,徐宁. 铁道学报. 2018(03)
[2]系统参数对高速列车车轮踏面凹陷磨耗的影响[J]. 黄彩虹,罗仁,曾京,宋春元. 交通运输工程学报. 2016(03)
[3]横向振动对列车车轮多边形磨耗的影响[J]. 袁雨青,李强,杨光. 北京交通大学学报. 2016(01)
[4]轮轨磨耗状态下悬挂参数失效对车辆动力学性能影响[J]. 吴娜,曾京,王忆佳. 振动与冲击. 2015(05)
[5]高速列车悬挂参数全局优化方法[J]. 崔涛,王琰,吴会超,李明,高峰,李明高. 机车电传动. 2015(01)
[6]高速铁道车辆悬挂系统参数化建模、优化与仿真分析[J]. 廖英英,刘永强,杨绍普. 动力学与控制学报. 2013(03)
[7]铁道车辆不同踏面等效锥度和轮轨接触关系计算[J]. 干锋,戴焕云,高浩,魏来. 铁道学报. 2013(09)
[8]武广客专动车组车轮磨耗及振动性能跟踪研究[J]. 刁晓明,朱韶光,董孝卿. 铁道机车车辆. 2013(02)
[9]基于Simulink运动仿真与改进自适应遗传算法的曲轴优化设计[J]. 黄朝慧,白云,谭世海. 科技通报. 2012(06)
[10]车轮型面磨耗对车辆服役性能的影响[J]. 李艳,张卫华,周文祥. 西南交通大学学报. 2010(04)
博士论文
[1]高速列车车轮磨耗及型面优化研究[D]. 林凤涛.中国铁道科学研究院 2014
硕士论文
[1]基于ADAMS/Rail的高速动车组动力学仿真分析[D]. 刘帅.石家庄铁道大学 2016
[2]基于遗传算法的LVDT性能参数多目标优化[D]. 段少军.武汉科技大学 2016
[3]高速列车蛇行运动特性研究[D]. 李然.西南交通大学 2016
[4]高速列车悬挂系统参数多目标优化[D]. 东方世平.北京交通大学 2015
[5]动车组车轮踏面与悬挂参数合理匹配研究[D]. 方涛.北京交通大学 2015
[6]具有一系悬挂的悬挂式单轨车辆悬挂参数分析及优化[D]. 李天一.西南交通大学 2015
[7]基于CRH2的车轮磨耗和经济型镟修踏面的研究[D]. 李海东.华东交通大学 2014
[8]CRH2动车组通过曲线时的钢轨磨耗及蛇行运动分析[D]. 刘丁阳.兰州交通大学 2014
[9]服役动车组车轮磨耗及振动性能跟踪研究[D]. 刁晓明.北京交通大学 2014
[10]基于磨耗后轮轨型面匹配的机车动力学性能分析[D]. 王大奎.大连交通大学 2013
本文编号：3654064
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiaotonggongchenglunwen/3654064.html