整车称重试验台设计和调簧算法研究

作     者：杨恩源 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴学杰

授予年度：2018年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：地铁车辆 力学模型 轮重载荷分配 调簧 试验台 

摘      要：城市轨道交通行业的快速发展对地铁车辆的安全性能提出了更高的要求,而作为地铁车辆安全性能重要指标的轮(轴)重偏差对判断地铁车辆是否可以满足安全运营要求具有极为重要的意义。根据GB/T3317-2006中对地铁车辆安全性能的规定,其轮重偏差不得超过平均轮重的±4%,轴重偏差不得超过平均轴重的±4%。所以在地铁车辆在出厂前需要对地铁车辆进行称重实验判断其轮重偏差与轴重偏差是否合格,如果不合格需要进行调簧操作。本论文根据机车厂实际需求,设计开发了一套整车称重试验台,对试验台的机械系统与电气控制系统进行了总体上的设计。整套称重试验台包括八个移动称重单元,可针对不同车型协调移动称重单元沿轨道方向平移,同步纵向举升对地铁车辆进行称重实验。针对以往称重试验台常出现的称重实验重复精度差等问题,对称重单元结构进行优化设计并通过仿真实验进行验证,确定最终优化方案。以地铁车辆为研究对象分析车体载荷分配不均对地铁车辆轮(轴)重的影响。建立八点称重实验模型,借助静力学平衡关系和变形协调关系确定了八点处加垫量与载荷变化量之间的函数关系。以最优化理论为基础,设计了一套基于蚁群算法的调簧寻优算法,并通过MATLAB与C#混合编的方法程将其嵌入到上位机软件中。在整车称重试验台的实际称重实验中,测得的实验数据精确且重复度高。在调簧实验中,仿真计算的调簧加垫量可准确便捷地对实际调簧操作进行指导,提高了生产效率,具有智能化、性能稳定等优点。