某型钢轨铣磨车动力学性能及振动传递特性分析

作     者：史智勇 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王开云

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 

主      题：钢轨铣磨车 耦合动力学 动力学性能 振动传递特性 

摘      要：钢轨铣磨车是新型的打磨装备,在打磨精度、作业效果等方面具备较高的优越性。随着铁路交通的发展,我国对钢轨铣磨车的使用需求应运而生。为了满足日益增长的设备需求,某公司研发了某型钢轨铣磨车。然而,由于我国对于钢轨铣磨车的研究和运用起步较晚,关于钢轨铣磨车的综合研究尚不完善。为了保证铣磨车安全平稳运行、掌握车辆系统振动传递规律,有必要对于某型钢轨铣磨车的动力学性能进行全面的仿真分析与评估、对车辆系统的传递特性展开深入研究。本文应用车辆—轨道耦合动力学理论及基于该理论的空间动力学仿真系统TTISIM,分别对铣磨车动力车与作业车进行动力学性能计算分析与评估,包括车辆运动稳定性、动态曲线通过、车辆运行平稳性等内容;并探讨铣磨车动力车与作业车的振动传递特性,分析时域及频域内车辆系统中轮对、构架、车体之间的横向振动及垂向振动现象,揭示动力车与作业车在横垂方向的振动传递规律,从而为实际的工程评估提供理论参考,为工程应用提供理论支撑。对于动力车的分析结果表明,其非线性临界速度为187km/h,能够满足最高联挂运行速度为120km/h的要求;动力车分别以80、70、60km/h速度通过半径为900、600、300m的曲线轨道时,三种工况下的各项安全性指标均能满足安全行车要求;动力车以60、80、100、120km/h速度运行于直线轨道上时,其车体横向、垂向加速度均小于规定限值,运行平稳性指标属于优级。对于作业车的分析结果表明,作业车非线性临界速度为244km/h,能够满足最高运行速度为120 km/h的要求;当作业车在半径为900、600、300m的曲线轨道上分别以80、70、60km/h运行时,各项安全性指标能够满足安全行车要求;当作业车以60～120km/h速度在直线轨道上运行时,其车体横向加速度与垂向加速度均小于规定限值,运行平稳性指标属于优级。对动力车、作业车横向振动传递特性的分析结果表明,低频激扰下轮对到构架的横向振动衰减幅度小于构架到车体的振动衰减幅度,两者在不同频率范围内的传递特征差异明显;动力车、作业车车体横向振动主频分别为0.67Hz、0.58Hz,当激扰频率接近主频时,车体振动有所增强;对于动力车、作业车垂向振动传递特性的分析表明,从轮对到构架垂向振动衰减幅度与从构架到车体的振动衰减幅度相差不大,但传递特征有显著差异;动力车、作业车车体垂向振动的主频均为1.90Hz。综合作业车与动力车的横向、垂向振动传递特性可知,动力车与作业车车体振动加速度的主要振动频率范围均为0.5Hz～2Hz。