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重载列车纵向冲动影响因素与操纵方式优化

重载列车纵向冲动影响因素与操纵方式优化

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作者：郭文彦兰州交通大学

学位级别：硕士

与空运相比较,海运、公路运输和铁路运输具有环保、成本低、运量大、受气候变化影响小的优势,其中重载运输对国家经济的安全运行发挥着极为关键的作用。例如,我国的大秦线、瓦日线等重载铁路线是我国的能源运输大通道,尤其在在2008年南... 详细信息

与空运相比较,海运、公路运输和铁路运输具有环保、成本低、运量大、受气候变化影响小的优势,其中重载运输对国家经济的安全运行发挥着极为关键的作用。例如,我国的大秦线、瓦日线等重载铁路线是我国的能源运输大通道,尤其在在2008年南方冰冻灾害与2021年全国范围低温天气期间,将山西、内蒙古的煤炭源源不断的运往全国各地,保障了国家经济的持续发展与社会的稳定。但是,随着轴重增大和编组数量增加,重载列车的纵向冲动会显著增大,从而引发断钩、脱轨等事故。因此,需要研究清楚以下问题:影响重载列车的纵向冲动的因素有哪些;在安全运行的前提下,如何优化列车的操纵方式,使列车可以准时到达;ECP(电控空气制动)技术大幅提高了列车的制动波速,该技术在重载列车的应用前景如何。首先,根据列车纵向动力学理论,建立了重载列车纵向动力学模型,并在UM软件环境下构建了多体动力学仿真模型。通过对比仿真分析数据与试验数据,误差在非常小的范围内,证明了列车多体动力学模型的正确性。其次,以最大车钩力为评判标准,使用理论分析与仿真分析方法对重载列车在启动、制动、缓解三种工况下的纵向冲动性能进行了研究。结论显示,启动时,操作越平稳,列车纵向冲动越小;制动时,线路坡度、制动波速、制动初速度、减压量、Loctrol时延等因素及其不同水平组合对列车的纵向冲动性能有不同的影响;缓解时,缓解初速度越大,纵向冲动越小。然后,根据重载列车在长大下坡道循环制动的技术要求,选择大秦线K275-K325运行区间,使用模糊控制算法得到重载列车的操纵运行图,将仿真运行时间与实际运行时间进行对比,实际运行时间为3200s,仿真运行时间为3150s,误差1.6%。此时,列车纵向冲动最大拉钩力687k N,最大压钩力-890k N,满足列车纵向冲动时车钩力安全要求,说明该模糊控制算法正确,为重载列车操纵方式的优化研究提供了一种思路。最后,建立了嵌入电控空气制动(ECP)系统的优化的重载列车模型,研究了ECP技术对列车纵向冲动性能的影响,结果表明采用ECP系统可以大幅度降低列车纵向冲动水平,为将来我国发展更大轴重、更长编组重载列车提供了思路。

关键词：重载列车纵向冲动模型多体动力学仿真模型操纵方式优化模糊控制算法

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汽车悬架弹性元件分析研究

汽车悬架弹性元件分析研究

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作者：贾飞军河北工业大学

学位级别：硕士

汽车悬架弹性元件关系着汽车乘员的行驶舒适性、操纵稳定性和车体对各种不同路面的适应性,是汽车底盘悬架系统中的关键零件之一。文章结合企业某轿车技术开发项目,对汽车悬架刚度匹配计算建模的同时,采用CAE软件对悬架弹性元件的基本特... 详细信息

汽车悬架弹性元件关系着汽车乘员的行驶舒适性、操纵稳定性和车体对各种不同路面的适应性,是汽车底盘悬架系统中的关键零件之一。文章结合企业某轿车技术开发项目,对汽车悬架刚度匹配计算建模的同时,采用CAE软件对悬架弹性元件的基本特性进行了有限元分析,并用ADAMS软件进行整车动力学平顺性仿真。全文主要工作如下:文章根据企业提供的整车参数,进行前后悬架刚度匹配的理论计算,从而确定汽车悬架弹性元件的刚度,采用CAE软件对汽车悬架弹性元件建立三维模型。根据汽车悬架弹性元件在实际工况工作时的边界条件和结构特点,应用有限元法对轿车悬架弹性元件螺旋弹簧和横向稳定杆进行结构强度及刚度方面的分析。通过有限元计算,验证其结构强度和刚度的合理可靠性。采用ADAMS/Car软件建立了整车多体动力学仿真模型,并对其进行仿真,验证了其理论计算刚度匹配的准确性,使整车具有良好的行驶平顺性。采用电子式弹簧压力机及应力应变仪及其配套测试系统对轿车悬架弹性元件螺旋弹簧和横向稳定杆进行测试结构强度及刚度的试验,将试验结果与有限元结果进行对比分析,两者具有较好的一致性,从而验证了所采用的理论计算法和有限元法的正确性和可行性。

关键词：悬架弹性元件悬架刚度匹配有限元多体动力学仿真模型仿真

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