学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

高铁车辆转向架两种抗蛇行模式对比研究

作　者: 刘维玉
导　师: 朴明伟
学　校: 大连交通大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 抗蛇行频带吸能 安全稳定裕度 稳定鲁棒性能 高速转向架优配
分类号: U270.33
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 12次
引　用: 0次
阅　读: 论文下载
 

内容摘要


极端气候高铁运用安全性目前已经被国际学术界确立为重要研究课题之一。根据欧系车构造特点,高铁运用存在两个基本不稳定问题：转向架稳定裕度不充裕问题和高速列车稳定鲁棒性问题。极端气候下高铁运用将形成对高速列车系统的摄动或扰动影响,如冰雪阻塞,甚至造成电机横摆被完全冻住。因而高寒车转向架技术方案研究,既要兼顾解决2个基本不稳定问题,也要充分考虑服役条件的不确定性与复杂性。2种抗蛇行机制对比表明：抗蛇行频带吸能机制可以有效降低车轴横向力。因此,必须应用抗蛇行频带吸能机制来制订积极稳健的调控技术对策。针对高寒地区高铁运用所造成的摄动或扰动影响,从高速列车稳定鲁棒性能角度出发,应用抗蛇行频带吸能理论,确定高寒车转向架最佳参数配置方案,以确保高寒车运用的安全冗余。根据目前高寒车转向架参数配置,最佳经济速度仅为300km/h,因而已无剩余裕度来抵御摄动或扰动影响。冬季限速200km/h技术决策非常正确务实。根据现有长编转向架现场调控后的稳定性态,长编列车尚存在高速晃车等遗留问题。在高寒地区运用中,上述遗留问题将更加暴露出来,形成所谓的高速列车稳定鲁棒性问题。兼顾解决高铁运用两个基本不稳定问题,选用转向架优配方案,最佳经济速度可达350km/h。考虑到抗蛇行减振器性能摄动,最佳商业运行速度降至300km/h,以控制最大车轴横向力。考虑到Sachs抗蛇行减振器性能摄动不确定性,高寒地区300km/h高铁运用应当稳健推进。综上所述,由于欧系车辆的车体摇头大阻尼特征,抗蛇行串联刚度越高,前位与后位转向架稳定裕度差异越大。特别是轮轨磨合期间,等效锥度较低(0.166-0.23),动车后位转向架稳定裕度将变得十分糟糕,在任何摄动或扰动影响下都会造成瞬间失稳并产生高速晃车现象。就目前高速轮轨技术而言,存在最佳经济速度,以协调解决上述2个基本不稳定问题。尽管如此,考虑到冰雪阻塞造成蛇行振荡参振质量摄动,以及泄露特性不确定性所产生的抗蛇行减振器性能摄动,应当逐步探索300km/h高寒地区高铁运用规律。本文的课题研究工作得到如下项目资助：1、国家科技支撑计划：中国高速列车关键技术研究及装备研制(2009BAG12A01)之共性基础及系统集成技术；2、铁道部科技研究开发计划课题：高速转向架安全稳定性裕度可调控性研究(2011J013-B)：3、西南交通大学牵引动力国家重点实验室开放课题：高铁车辆安全稳定性裕度可调控性理论研究(TPL1102)。

全文目录


摘要  5-7
Abstract  7-12
第一章 绪论  12-38
  1.1 研究目的与意义  12-14
  1.2 国内外极端气候高铁运用安全技术研究现状与发展趋势  14-34
    1.2.1 高寒地区高铁运用技术难点  15-20
      (1) 目前高寒地区高铁运用简介  15-16
      (2) 严重冰雪阻塞  16-18
      (3) 长吉低温试验与高寒车转向架  18
      (4) 冬季限速200km/h务实技术决策  18-19
      (5) 高铁运用2个基本矛盾  19-20
    1.2.2 高速转向架5大技术创新  20-23
      (1) 既有线路提速技术探索  20
      (2) ICE3系列转向架5大技术创新  20-21
      (3) 300km/h转向架技术核心问题  21-22
      (4) Sachs抗蛇行减振器技术实现局限性  22-23
    1.2.3 高铁运用2个典型案例分析  23-28
      (1) 转向架稳定裕度不充裕问题  23-25
      (2) 京沪高速晃车及其解决  25-26
      (3) 动力轮对安全性问题  26-28
      (4) 商业运用安全冗余  28
    1.2.4 基于抗蛇行频带吸能机制的稳定新理论  28-34
      (1) MAXWELL模型  29-30
      (2) ZF公司的台架试验  30-32
      (3) 抗蛇行软约束技术及其优越性  32-34
  1.3 主要研究工作及其可行性分析  34-37
    1.3.1 主要研究工作及其难点  34-35
      (1) 2种抗蛇行机制对比  34
      (2) 冰雪阻塞对稳定性态的影响  34-35
      (3) 300km/h高寒车安全评估  35
    1.3.2 研究方案及其可行性分析  35-37
      (1) 前期工作技术支持  35-36
      (2) 抗蛇行软约束技术实际应用  36
      (3) 高寒地区高铁运用安全冗余  36-37
  本章小结  37-38
第二章 抗蛇行频带吸能机制相关理论  38-57
  2.1 高铁车辆2大特殊性  38-45
    2.1.1 轮轨磨耗敏感性  38-40
    2.1.2 车体摇头大阻尼  40-43
    2.1.3 转向架最优配置  43-45
  2.2 整车稳定性态分析方法  45-51
    2.2.1 轮轨关系线性等效模型  46-48
    2.2.2 整车跟轨迹图  48-49
    2.2.3 非保守系统临界速度及其影响因素  49-51
  2.3 走行部动态行为安全评估  51-53
  2.4 高寒列车稳定鲁棒性  53-56
    2.4.1 结构摄动影响  53
    2.4.2 稳定鲁棒性能  53-54
    2,4.3 蛇行振荡参振质量摄动影响  54-56
  本章小结  56-57
第三章 高寒地区高铁运用稳定鲁棒性问题  57-70
  3.1 基于模板化建模的动车成套模型  57-58
  3.2 两种抗蛇行模式对比  58-62
    3.2.1 大阻尼抑制蛇行模式  59-60
    3.2.2 抗蛇行频带吸能模式  60-62
  3.3 长编现场调控的稳定性态摄动分析  62-64
  3.4 高速晃车遗留问题  64-68
    3.4.1 车体摇头大阻尼影响  65-66
    3.4.2 干/湿轮轨接触摩擦对比  66-67
    3.4.3 电机横摆共振可能性  67-68
  本章小结  68-70
第四章 转向架优配及其高寒地区运用优势  70-82
  4.1 优配稳定性态摄动分析  70-74
    (1) 优配稳定性态  70-73
    (2) 动态行为安全分析评价重点  73-74
  4.2 高速转向架优配最佳经济速度  74-76
  4.3 高寒地区动态行为安全对比分析评价  76-81
    4.3.1 轮轨干摩擦(摩擦系数0.4)  76-79
      (1) 跟随轮对车轴横向力对比  76-77
      (2) 动态行为安全分析评价  77-79
    4.3.2 轮轨湿摩擦(摩擦系数0.2)  79-80
    4.3.3 高寒地区高铁运用最佳商业速度  80-81
  本章小结  81-82
结论  82-84
参考文献  84-87
附录A 速度300km/h时直线运行时的动态行为统计表  87-95
攻读硕士学位期间发表的学术论文  95-96
致谢  96

相似论文

  1. 面向长编组高速列车的安全稳定裕度可调控性研究,U270.11
  2. 高铁车辆振动报警原因及安全稳定裕度调控技术对策,U279
  3. 高速列车车轮的疲劳可靠性灵敏度分析及可靠性稳健设计,U270.33
  4. 转向架中心销有限元分析及拓扑优化,U270.33
  5. 跨座式单轨车辆转向架分离装置升降平台的液压同步控制研究,U270.33
  6. 横向半主动悬挂系统反比例溢流阀的研究,U270.33
  7. 基于CCD成像的火车轮对直径测量系统,U270.33
  8. Y25转向架制作关键技术与质量控制研究,U270.33
  9. 基于谱载荷地铁动力转向架构架疲劳强度研究,U270.33
  10. 列车车轮振动声辐射预测及车轮减振降噪装置开发,U270.33
  11. 高速列车车轮钢磨损模拟试验研究,U270.33
  12. 100km/h速度级A型地铁转向架研究,U270.33
  13. 高速列车转向架构架频域疲劳寿命研究,U270.33
  14. 重载货车转向架车轮选型研究,U270.33
  15. 货车转向架副构架焊接数值模拟研究,U270.33
  16. 重载货车车轮踏面制动热负荷研究,U270.33
  17. 铁道车辆空气弹簧刚度分析,U270.33
  18. 32.5t轴重货车径向转向架动力学性能研究,U270.33
  19. 列车轮轴压装部位微动疲劳损伤研究,U270.33
  20. 用于列车横向动力学的车辆转向架力元简化研究,U270.33
  21. 160km/h快捷货车转向架焊接构架强度和模态研究,U270.33

中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 车辆工程 > 一般性问题 > 车体构造及设备 > 走行部分
© 2012 www.xueweilunwen.com