浮车型有轨电车虚拟试验可视化平台开发

作     者：王泽亚 

作者单位：西南交通大学 

学位级别：硕士

导师姓名：米彩盈

授予年度：2020年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 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：浮车型有轨电车 称重分析 运动分析 型式试验 虚拟试验平台 

摘      要：近年来,随着城市化的飞速发展,现代有轨电车以其较低的建造成本、较大的运量、灵活的线路布置,成为现代城市交通建设领域的新发展方向。考虑对有轨电车列车载客能力及便利性的需求,在车体内部应具备较大的低地板面积,在实现列车100%低地板的过程中,诞生了浮车型有轨电车。浮车型有轨电车通过设置浮车模块减少了转向架的数量,在保证曲线通过性能和限界要求的同时显著增加了低地板面积,因此此类有轨电车的结构与传统的四轴车辆不尽相同,其动、静态各项参数计算方法均与常规四轴车辆存在较大差异。本文基于浮车型有轨电车列车的编组形式和铰接结构的特性,研究其轴重与轮重、柔性系数、通过平面曲线和竖曲线时相邻车体间的位置关系,提高列车重量分配和确定贯通道设计参数效率,具有重要的理论和工程实践意义。本文基于浮车型有轨电车列车编组形式、铰接器的结构形式,将有轨电车车体及其安装设备简化为刚体,以超静定理论为基础建立不同编组和铰接形式的浮车型有轨电车列车的铰接模型,采用虚位移原理计算刚体系的静力学平衡。通过变形协调原理分析平衡状态下“弹簧—质量模型中不同车体悬挂系统与铰接器和转向架轮对的受力状态,分析计算编组列车的轴重和轮重及其偏差,提出浮车型有轨电车在不同编组形式下的柔性系数计算方法,为此类列车设备布置和轴重与轮重分析调整提供了理论依据。本文基于浮车型有轨电车列车编组形式、铰接器结构的自由度和布置情况,建立了列车通过平面曲线和竖曲线运动学分析模型,提出列车通过平面曲线及竖曲线时相邻车体间相互姿态即车体间转角计算方法,为确定相邻车体间的位置关系和贯通道结构设计参数提供了理论依据。本文运用有限元分析软件及多体动力学软件建立有轨电车列车模型进行仿真模拟,验证文中提出的浮车型有轨电车轴重和轮重分析、柔性系数以及曲线通过的计算方法。基于Visual Studio平台进行对应软件平台的开发,实现列车虚拟试验变量参数化输入、虚拟试验过程可视化、试验参数及结果数据管理、虚拟试验报告生成等功能。在浮车型有轨电车设计初期,可以显著提高其设备布置对轴重和轮重影响及列车曲线通过的计算分析效率。