考慮輪對彈性時車輛系統(tǒng)動力學建模與仿真分析.pdf

1、在世界上鐵路開通的初期，由于輪軌接觸點的運動而引起的車輛-軌道系統(tǒng)動力學問題就被提出來了，但對機車車輛系統(tǒng)進行動力學分析時并不考慮各個部件的彈性效應(yīng)，而通常將其處理為剛體。隨著現(xiàn)代鐵道車輛的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的技術(shù)，車輛各部件之間的聯(lián)系也越來越復(fù)雜，并且隨著輕型化結(jié)構(gòu)在車輛中的應(yīng)用，以及列車運行速度的提高，使得在車輛的穩(wěn)定性、安全性分析上考慮部件的柔性對整車動力學的影響已不容忽視。本文正是在這種背景下，以國內(nèi)某動車組為原型，開展了鐵道車

2、輛多體系統(tǒng)動力學建模與仿真研究工作。 在分析輪對結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，論文詳細闡述了車輛彈性體輪對動力學建模的過程，聯(lián)合利用計算機輔助設(shè)計軟件Solidworks、有限元軟件ANSYS和多體動力學仿真軟件SIMPACK，建立了彈性體輪對動力學模型。在分析動車組車輛的運動學關(guān)系與懸掛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了考慮輪對彈性效應(yīng)的車輛多體動力學模型。 由于考慮了輪對的結(jié)構(gòu)彈性，輪對結(jié)構(gòu)的彈性變形在車輛運行過程中表現(xiàn)出來。為了探明輪對的彈性變

3、形效應(yīng)對車輛動力學性能的影響，開展了輪對為彈性體的車輛系統(tǒng)動力學仿真分析。通過分析輪對橫向位移的時間歷程判定了彈性體輪對車輛的臨界速度，以此確定車輛運動的穩(wěn)定性；研究了車輛在德國高速低干擾譜激勵作用下的車輛運行平穩(wěn)性；仿真分析了車輛通過不同曲線線路時的輪軌橫向力、輪軌垂向力、輪軸橫向力、輪重減載率和脫軌系數(shù)的時間響應(yīng)歷程。并將輪對為彈性和剛性時的車輛系統(tǒng)動力學仿真結(jié)果進行了對比。結(jié)果表明，輪對的彈性變形效應(yīng)降低了車輛的臨界速度，但幅值不