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动车组制动系统试验台研制

作　者: 罗继华
导　师: 杨美传
学　校: 西南交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 动车组 制动系统 试验台 仿真 热负荷测试
分类号: U266
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


按1：1比例建立高速动车组制动系统试验台,对列车制动过程进行实物模拟,是检测制动系统技术可靠性的有效方式,对于提高动车组制动性能及保障运营安全,具有重大现实意义。本论文中的动车组制动系统试验台的总体设计,是试验台建设的关键。首先,需涵盖风源系统、制动控制系统、基础制动装置、测控系统、操纵台、网络系统等各大部件的设计,提出相关设计方案；其次,明确试验台所具备的试验功能,提出常用制动试验、紧急制动试验、停放制动试验、备用制动试验的操作思路和处理方法。制动管路中,气压状态与制动效果密不可分,本论文根据气体流动理论,借助于流体建模和仿真软件AMESim,建立动车组制动系统的数值仿真模型,利用计算机的高速运算能力,计算出制动过程中气体流动状态,对动车组制动系统试验台的研制和后期调试起到了理论指导意义。在制动系统试验台中,热负荷测试作为其试验功能中重要的一部分,需对动车组制动盘的温度、热应力等进行测试,找出温度及热应力变化规律。由于制动盘结构复杂,如何预测其温度场、热应力场,以及预测其最值分布区域,成为热负荷测试试验台中制动盘周边传感器布置的关键。在课题的研究过程中,利用ANSYS软件,对其制动盘温度场及应力场进行瞬态仿真分析,找出制动盘的温度分布及不同位置处温度变化规律、盘内热应力分布,对最大热应力出现的位置进行走向分析,很好地掌握了制动盘热负荷的理论值。以仿真结果为理论依据,结合预算,将所需转动惯量改小,设计微型热负荷测试试验台。对试验台架、驱动方案、数据采集系统及控制单元进行了详细设计,提出了将试验结果反馈为理论值的办法,完成了满足认知教学的热负荷测试试验台的设计。

全文目录


摘要  7-8
Abstract  8-12
第1章 绪论  12-15
  1.1 课题的研究意义  12
  1.2 国内外研究现状  12-14
  1.3 本文研究的主要内容及方法  14-15
    1.3.1 研究内容  14
    1.3.2 研究方法  14-15
第2章 动车组制动系统概述  15-26
  2.1 制动系统简介  15-19
    2.1.1 动车组制动系统的组成  15-17
    2.1.2 动车组制动系统的特点  17
    2.1.3 动车组制动方式  17-18
    2.1.4 制动系统的制动功能  18-19
  2.2 制动系统工作原理  19-23
  2.3 制动控制装置  23-26
    2.3.1 制动控制装置的构成及作用  23-24
    2.3.2 制动控制阀  24-26
第3章 制动系统试验台总体设计  26-41
  3.1 概述  26-27
    3.1.1 试验台模型介绍  26-27
    3.1.2 技术参数设计  27
  3.2 试验台总体设计  27-36
    3.2.1 风源系统设计  28-29
    3.2.2 制动控制系统设计  29-33
    3.2.3 基础制动装置  33-34
    3.2.4 测控系统  34
    3.2.5 操纵台  34-36
    3.2.6 网络系统  36
  3.3 试验台功能总体设计  36-41
    3.3.1 常用制动试验设计  37-38
    3.3.2 紧急制动试验设计  38-40
    3.3.3 停放制动试验设计  40
    3.3.4 备用制动试验设计  40-41
第4章 动车组制动系统仿真分析  41-52
  4.1 AMESim软件介绍  41-43
  4.2 气动系统建模理论  43-44
  4.3 动车组制动系统建模  44-47
  4.4 动车组制动系统仿真分析  47-52
    4.4.1 制动系统参数设置  47-50
    4.4.2 仿真结果  50-52
第5章 制动系统热负荷测试试验台设计  52-73
  5.1 动车组制动盘有限元仿真  52-67
    5.1.1 制动盘有限元模型  52-56
    5.1.2 制动盘温度场仿真及分析  56-63
    5.1.3 制动盘热应力场仿真及分析  63-66
    5.1.4 小结  66-67
  5.2 热负荷测试系统试验台设计  67-73
    5.2.1 台架设计  67-69
    5.2.2 数据采集系统设计  69-72
    5.2.3 驱动及制动控制单元设计  72-73
结论  73-75
致谢  75-76
参考文献  76-81
攻读硕士学位期间发表的论文  81

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 机车工程 > 动车、动车组（动力列车）
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