軸懸式直線電機地鐵車輛振動特性研究.pdf

1、基于直線電機的眾多優(yōu)勢，直線電機地鐵系統(tǒng)在一些地形復雜的城市線路上得到越來越廣泛的應用。直線電機有多種類型，其中龐巴迪公司創(chuàng)新設計的軸懸式直線電機在我國廣州地鐵四、五號線上得到采用，但由于該車輛直線電機在轉(zhuǎn)向架的三向定位采用了桿系實現(xiàn)，其振動特性與轉(zhuǎn)向架其他部件的耦合關系較為復雜，在實際運用中轉(zhuǎn)向架的振動比預期的要大，針對該型車輛的結(jié)構(gòu)和運用中產(chǎn)生的現(xiàn)象，其動力學方面的研究尚未深入，且它的電機懸掛與傳統(tǒng)地鐵車輛相比有很大的區(qū)別，因此對其

2、進行研究十分必要。
　　 本文以廣州地鐵上采用的龐巴迪軸懸式直線電機車輛為例，使用SIMPACK動力學仿真軟件建立了整車動力學計算模型，以時間激勵和軌道不平順作為輸入激勵，研究了直線電機與車體頻率響應函數(shù)及對轉(zhuǎn)向架動力學特性的影響。并且通過分析該型車輛的振動試驗數(shù)據(jù)，分析不同速度工況下直線電機車輛車體、轉(zhuǎn)向架、軸箱及吊桿等重要部件的加速度PSD圖，結(jié)果表明在起動、提速、恒速段調(diào)速、制動階段等速度發(fā)生變化時，各部件的沖擊較大，且振

3、動頻率成份中以30Hz以上的高頻為主，低頻率的振動模態(tài)表現(xiàn)不突出。另一方面通過仿真分析對直線電機懸掛系統(tǒng)振動特性及其對轉(zhuǎn)向架和輪軌作用的影響進行了研究，研究表明直線電機懸掛在40Hz左右的特征頻率是不可避免的，且垂向與橫向存在耦合，相對傳統(tǒng)形式的轉(zhuǎn)向架，該車輛20Hz以下的輪軌動態(tài)作用關系是相近的。在40Hz左右的特征振動對輪軌垂向力影響顯著，但橫向力的影響與傳統(tǒng)轉(zhuǎn)向架類似，這一結(jié)論對進一步完善轉(zhuǎn)向架的優(yōu)化設計提供了依據(jù)。最后按照國標和