跨座式单轨车辆动力学性能仿真分析

论文摘要

跨座式单轨车辆运行时受线路约束产生相应的动态位移和力的变化,运行时一方面车辆与线路之间耦合、相互作用,另一方面还有车辆之间的相互耦合作用,这些复杂的耦合关系产生了动力作用。因此需要对跨座式单轨车辆进行动力学分析,并据此分析车辆的关键结构和参数。本文阐述了国内外跨座式单轨车辆的动力学研究状况,并对跨座式单轨车辆的特殊结构进行了描述,并与一般的铁路车辆进行了运行性能的比较;在多体系统动力学的基础上,运用多体动力学仿真软件建立了整车的动力学仿真模型;通过动力学性能仿真,分析了车辆的曲线通过能力和车辆的稳定性、平稳性以及正常行驶工况下二系悬挂的受力情况,为车辆的疲劳和结构强度计算提供了输入力的参数;运用相关标准对重庆跨座式单轨车辆平稳性进行了评价;分析了转向架上空气弹簧、横向减振器,牵引橡胶堆的刚度阻尼系数,导向轮和稳定轮的预压力值对整车动力学性能的影响,得出二系悬挂参数对车辆动力学性能影响的规律曲线。分析和计算结果表明跨座式单轨车辆动力学性能较好。本文的研究为跨座式单轨车辆的深入研究打下了基础。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 论文选题背景及意义
• 1.2 跨座式单轨车辆动力学研究内容及现状
• 1.3 跨座式单轨车辆的结构特点
• 1.4 本文主要研究内容
• 第二章 多刚体系统动力学基本理论
• 2.1 多刚体动力学理论简介
• 2.2 计算多体系统动力学建模与求解一般过程
• 2.3 SIMPACK 多体系统动力学基本算法
• 2.3.1 运动方程的建立
• 2.3.2 拉格朗日第二方程
• 2.3.3 牛顿-欧拉方程
• 2.3.4 静力学分析、运动学分析及初始条件分析
• 第三章 跨座式单轨车辆动力学仿真模型的建立
• 3.1 跨座式单轨车辆的动力学方程模型
• 3.1.1 车辆系统自由度
• 3.1.2 轮胎模型
• 3.1.3 整车动力学模型
• 3.2 在SIMPCAK 中建立跨座式单轨车辆整车动力学模型
• 3.2.1 建模前的结构分析
• 3.2.2 整车特征参数的获取
• 3.2.3 整车主要特征参数
• 3.2.4 动力学模型的建立
• 第四章 跨座式单轨车辆动力学仿真分析
• 4.1 车辆动力学计算内容和评价标准
• 4.1.1 一般轨道车辆动力学评价标准
• 4.1.2 跨座式单轨车辆动力学评价标准
• 4.2 在SIMPACK 中的动力学性能仿真
• 4.2.1 车辆系统曲线通过动力学性能分析
• 4.2.2 车辆系统直线运行平稳性仿真分析
• 4.2.3 车辆正常运行时二系悬挂受力情况
• 4.2.4 不同车速下车辆的动力学性能
• 4.3 二系悬挂参数对车辆动力学性能的影响及参数优选
• 4.3.1 空气弹簧刚度阻尼系数对车辆动力学性能的影响
• 4.3.2 横向减振器刚度阻尼系数对车辆动力学性能的影响
• 4.3.3 牵引橡胶堆刚度阻尼系数对车辆动力学性能的影响
• 4.4 导向轮和稳定轮预压力对车辆稳定性的影响
• 4.5 优选参数模型的动力学性能
• 第五章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 在学期间发表的论文及研究成果