考慮輪對(duì)彈性時(shí)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)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(diǎn)的運(yùn)動(dòng)而引起的車輛-軌道系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)問題就被提出來了，但對(duì)機(jī)車車輛系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析時(shí)并不考慮各個(gè)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(yùn)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(duì)整車動(dòng)力學(xué)的影響已不容忽視。本文正是在這種背景下，以國內(nèi)某動(dòng)車組為原型，開展了鐵道車

2、輛多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模與仿真研究工作。 在分析輪對(duì)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，論文詳細(xì)闡述了車輛彈性體輪對(duì)動(dòng)力學(xué)建模的過程，聯(lián)合利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件Solidworks、有限元軟件ANSYS和多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件SIMPACK，建立了彈性體輪對(duì)動(dòng)力學(xué)模型。在分析動(dòng)車組車輛的運(yùn)動(dòng)學(xué)關(guān)系與懸掛結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了考慮輪對(duì)彈性效應(yīng)的車輛多體動(dòng)力學(xué)模型。 由于考慮了輪對(duì)的結(jié)構(gòu)彈性，輪對(duì)結(jié)構(gòu)的彈性變形在車輛運(yùn)行過程中表現(xiàn)出來。為了探明輪對(duì)的彈性變

3、形效應(yīng)對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響，開展了輪對(duì)為彈性體的車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真分析。通過分析輪對(duì)橫向位移的時(shí)間歷程判定了彈性體輪對(duì)車輛的臨界速度，以此確定車輛運(yùn)動(dòng)的穩(wěn)定性；研究了車輛在德國高速低干擾譜激勵(lì)作用下的車輛運(yùn)行平穩(wěn)性；仿真分析了車輛通過不同曲線線路時(shí)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(shí)間響應(yīng)歷程。并將輪對(duì)為彈性和剛性時(shí)的車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。結(jié)果表明，輪對(duì)的彈性變形效應(yīng)降低了車輛的臨界速度，但幅值不