提速機(jī)車(chē)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究及應(yīng)用.pdf

1、為了滿足鐵路運(yùn)輸需求，鐵道部相繼研制開(kāi)發(fā)了適合提速需求的鐵路技術(shù)裝備—提速機(jī)車(chē)車(chē)輛。隨著車(chē)輛運(yùn)行速度的不斷提高，由于動(dòng)態(tài)環(huán)境的惡化，提速機(jī)車(chē)車(chē)輛出現(xiàn)了不同程度的運(yùn)行性能惡化和一些關(guān)鍵零部件的可靠性下降問(wèn)題，已危及運(yùn)營(yíng)安全。最為突出的問(wèn)題是橫向動(dòng)力學(xué)性能不能滿足提速要求，主要表現(xiàn)為橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性差。因此，提速機(jī)車(chē)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性問(wèn)題已成為我國(guó)鐵路實(shí)現(xiàn)跨越式發(fā)展亟需解決的課題之一。
　　 本文在簡(jiǎn)要同顧國(guó)內(nèi)外鐵路技術(shù)發(fā)展以來(lái)經(jīng)典動(dòng)

2、力學(xué)以及車(chē)輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)在研究橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性方面所做的研究工作的基礎(chǔ)上，基于大系統(tǒng)耦合動(dòng)力學(xué)理論(以車(chē)輛動(dòng)力學(xué)、軌道動(dòng)力學(xué)為基礎(chǔ)，以輪軌關(guān)系為聯(lián)系紐帶，應(yīng)用數(shù)值仿真的方法來(lái)研究車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能)以及其在研究車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的科學(xué)性和可靠性，充分考慮提速機(jī)車(chē)車(chē)輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，擬定了以仿真分析為基礎(chǔ)，結(jié)合試驗(yàn)研究進(jìn)行提速車(chē)輛考慮軌道彈性的橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的研究思路。
　　 車(chē)輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)模型的正確性和完善程度對(duì)仿真結(jié)果的可靠性起

3、著決定性的作用。為此，本文參考相關(guān)文獻(xiàn)根據(jù)提速車(chē)輛結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，比較完善地建立、補(bǔ)充和修正了研究的提速機(jī)車(chē)車(chē)輛的動(dòng)力學(xué)分析模型。車(chē)輛模型中將機(jī)車(chē)車(chē)輛視為多剛體系統(tǒng)，充分考慮了車(chē)輛結(jié)構(gòu)零部件車(chē)體、搖枕、構(gòu)架(側(cè)架)、輪對(duì)的橫移、沉浮、側(cè)滾、搖頭、點(diǎn)頭自由度以及車(chē)輛懸掛系統(tǒng)的各種非線性因素。軌道模型引用有砟軌道模型。
　　 輪軌關(guān)系是機(jī)車(chē)車(chē)輛、軌道之間相互作用的聯(lián)系紐帶，為此本文輪軌模型引用了輪軌空間接觸幾何關(guān)系、輪軌法向Hertz非線

4、性彈性接觸理論、輪軌切向蠕滑理論，來(lái)研究輪軌相互作用。
　　 借助各種分析工具，系統(tǒng)地分析研究了車(chē)輛系統(tǒng)參數(shù)變化對(duì)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響，為提速車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究提供了支持，初步開(kāi)展了裝配誤差對(duì)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響分析，為檢修和磨耗限度制定提供了參考，同時(shí)還進(jìn)行了車(chē)輪不同磨耗狀態(tài)對(duì)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的試驗(yàn)研究。
　　 本文針對(duì)工程實(shí)際課題—提速車(chē)輛，應(yīng)用車(chē)輛—軌道耦合動(dòng)力學(xué)仿真軟件TTISIM對(duì)SS7E提速機(jī)車(chē)

5、、120km/h提速平車(chē)、160km/h快速集裝箱平車(chē)進(jìn)行了詳細(xì)的仿真計(jì)算分析研究，并結(jié)合試驗(yàn)驗(yàn)證進(jìn)行了對(duì)比分析研究，再度驗(yàn)證了耦合動(dòng)力理論及TTISIM的可靠性。同時(shí)，應(yīng)用NUCARS、SIMPACK軟件以及TTISIM對(duì)提速貨車(chē)橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的綜合研究，為貨車(chē)120km/h提速提供了必要基礎(chǔ)。
　　 通過(guò)提速機(jī)車(chē)車(chē)輛橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的研究，得出結(jié)論：對(duì)于提速機(jī)車(chē)橫向運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性研究主要應(yīng)關(guān)注一系定位剛度和減振器性能、狀態(tài)等；對(duì)于