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独立车轮踏面设计

作　者: 孟昭明
导　师: 佟维
学　校: 大连交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 独立车轮踏面动力学仿真动力学性能
分类号: U270.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 147次
引　用: 2次
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内容摘要

随着我国经济的不断发展,公铁两用车作为经济型牵引动力,愈来愈受到广大铁路用户的关注。实现公铁车辆的主要措施是采用独立车轮,独立车轮就是将传统的刚性轮对的左右车轮解耦,使它们各自独立地绕车轴旋转。与传统的刚性轮对相比,独立车轮理论上不存在纵向蠕滑力产生的回转力矩,因而不会产生蛇行运动,对提高稳定性有好处。但是这一优点也同时是它的缺点,因为独立车轮缺少了纵向蠕滑力矩的导向作用,因而降低了轮对的导向能力,本文的目的是设计出适合独立车轮的踏面,使其具有较好的直线对中和曲线通过性能。本文论述了MDL踏面的设计方案,并将MDL踏面和60kg/m钢轨数据按照SIMPACK的格式要求做成文件并通过SIMPACK的处理程序,生成轮轨接触关系。为了便于分析比较所设计的MDL踏面的性能,同时建立了DDB踏面、JXDL1踏面和JXDL2踏面模型。比较分析了4种踏面与60kg/m钢轨匹配时的轮轨接触关系。然后通过对公铁两用车辆简化建模得到了各部件的质量、转动惯量,为建立多体动力学模型做好了准备。通过多体动力学软件SIMPACK建立了车辆系统动力学模型,之后对模型进行动力学仿真计算,并且评价了它的动力学性能。分析和计算结果表明:在横移量小于4mm时,MDL踏面左右接触角差缓慢增大,有利于保证车辆的稳定性。当横移量继续增加时,MDL踏面左右接触角差快速增大,并且同DDB踏面比较,MDL踏面可以达到更大的左右接触角差,这样可以获得更大的重力复原力。通过对四种踏面对车辆动力学性能的影响进行计算分析,得出结论:MDL踏面的设计是比较合理的,可以得到比较好的平稳性、直线对中性能和曲线通过能力。

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
第一章绪论  9-15
  1.1 论文选题背景  9-10
  1.2 独立车轮的特点及研究发展  10-11
  1.3 车轮踏面设计方法  11-13
  1.4 论文的主要工作  13-14
  本章小结  14-15
第二章文章所用相关理论和软件  15-26
  2.1 相关理论介绍  15-23
  2.2 论文所用的软件介绍  23-25
  本章小结  25-26
第三章独立车轮的踏面设计  26-37
  3.1 踏面设计的发展  26
  3.2 踏面设计的要求  26-27
  3.3 独立车轮踏面设计  27-33
    3.3.1 轮轨关系中基本尺寸的确定  28-29
    3.3.2 MDL 踏面的设计  29-33
  3.4 踏面与钢轨的轮轨接触关系  33-36
  本章小结  36-37
第四章采用独立车轮的车辆多体动力学建模  37-46
  4.1 公铁两用车辆结构简介及受力分析  37-39
  4.2 车辆动力学建模  39-43
  4.3 轨道不平顺  43-45
  本章小结  45-46
第五章采用独立车轮的车辆动力学性能分析  46-59
  5.1 动力学计算内容  46
  5.2 动力学性能评定  46-58
    5.2.1 车辆运行平稳性  46-51
    5.2.2 车辆运行稳定性  51-52
    5.2.3 车辆运行安全性  52-58
  本章小结  58-59
结论  59-61
参考文献  61-63
攻读硕士学位期间发表的学术论文  63-64
致谢  64-65

独立车轮踏面设计

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