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作者：梁俊杰太原科技大学

学位级别：硕士

为满足独联体国家轨道交通装备市场的不同需求,并响应“一带一路”倡议,课题依托山西省科技重大专项项目,为改善客货两运六轴宽轨电力机车的动态特性,本文主要研究机车车体-构架-轮对-轨道垂向耦合动力学性能,分析悬挂系统对车体平稳性... 详细信息

为满足独联体国家轨道交通装备市场的不同需求,并响应“一带一路”倡议,课题依托山西省科技重大专项项目,为改善客货两运六轴宽轨电力机车的动态特性,本文主要研究机车车体-构架-轮对-轨道垂向耦合动力学性能,分析悬挂系统对车体平稳性及舒适性的影响。本文首先介绍了六轴宽轨电力机车动力学评价指标及轨道不平顺激励,通过傅里叶逆变换将频域轨道谱变换为相关的模拟时间序列,得到轨道谱的数值模拟图像。对六轴宽轨电力机车的车体-构架-轮对等部件进行受力分析,并建立垂向振动方程。利用状态空间法求解振动方程,输出结果满足机车动力学评价指标。然后利用仿真软件建立六轴宽轨电力机车动力学模型,通过两种方法进行非线性临界速度仿真,得出非线性临界速度满足相关要求。在60-160km/h速度范围内和AAR5级轨道谱激励下,研究机车在直线轨道运行中一系悬挂刚度、二系悬挂刚度以及一、二系悬挂垂向刚度对机车垂向动力学性能的影响。结果表明,一系、二系悬挂垂向刚度对机车垂向平稳性、轮轨垂向力以及垂向动荷系数影响较大;一系、二系悬挂横向刚度和纵向刚度对机车垂向动力学性能影响较小。最后机车在70-130km/h速度范围内和AAR5级轨道谱激励下,通过R400m、R600m、R800m、R1000m轨道,研究一系悬挂垂向刚度、二系悬挂垂向刚度对机车脱轨系数以及垂向动荷系数的影响。结果表明,一系、二系悬挂垂向刚度对脱轨系数影响较小;机车运行速度越高,脱轨系数越大;一系、二系悬挂垂向刚度逐渐增加时,车体垂向振动加速度和车体垂向Sperling指标增大,垂向平稳性变差。

关键词：六轴宽轨电力机车动力学特性垂向振动加速度平稳性指标非线性临界速度

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六轴宽轨电力机车动力学特性研究

六轴宽轨电力机车动力学特性研究

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作者：黄凌雄太原科技大学

学位级别：硕士

近年来,中国经济迅速发展,交通运输事业取得了辉煌的成就,为我国铁路机车的发展和走向海外提供了更为有利的契机。我国实行“走出去”战略,机车整车产品和关键配件均进入国外市场,国内已经有多家机车厂商的不同型号产品出口到中亚及周... 详细信息

近年来,中国经济迅速发展,交通运输事业取得了辉煌的成就,为我国铁路机车的发展和走向海外提供了更为有利的契机。我国实行“走出去”战略,机车整车产品和关键配件均进入国外市场,国内已经有多家机车厂商的不同型号产品出口到中亚及周边地区,本文研究的六轴宽轨交流传动货运电力机车,就是结合白俄罗斯宽轨铁路的特点进行改进研发的,通过探究悬挂装置对机车曲线通过性能及平稳性的影响,分析机车的动力学性能。本文将电力机车在国内的动力学试验评价标准与宽轨机车安全性评价指标进行比较和分析,研究这两种评价标准在测试方法、数据分析和评价结果等方面的差异。通过介绍国内外不同类型的机车轨道不平顺激励,把频域轨道谱转换为时间序列数据,使用MATLAB软件计算轨道谱,得出数值模拟图像。通过研究宽轨电力机车的结构特性,建立其物理模型和数学模型,对机车的关键部件进行受力分析,输出得到的车体横向、垂向振动加速度,一系、二系悬挂动载荷以及形变的数据结果满足机车动力学评价指标。针对某型电力机车建立机车系统详细的动力学仿真模型,进行非线性临界速度仿真,得到机车在施加美国AAR5轨道谱激励的直线轨道运行时的临界速度,满足白俄罗斯机车动力学评价标准。根据机车各部件的结构特点,设置曲线线路,探究不同运行工况下对机车曲线通过性能的影响。结果表明:机车运行过程中,欠超高工况的运行速度应适当降低;过超高工况下适当提升速度可以降低安全性指标;超高和缓和曲线长度的变化对各项指标都有较大的影响。随着曲线半径的增加,平稳性指标明显降低;速度与平稳性指标成正比例增加趋势。最后从机车悬挂系统的主要作用与悬挂刚度在实际使用过程中数值变化入手分析,研究机车在600-1600 m曲线轨道上以60-140 km/h速度运行,悬挂刚度在垂向、纵向及横向三个方向上的参数变化对机车动力学特性的影响。相较于原先设置的悬挂刚度,各参数的取值在允许范围内进行选择,机车保持良好的动力学性能。

关键词：六轴宽轨电力机车曲线通过性能非线性临界速度悬挂刚度动力学特性

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基于柔性构架的某型宽轨电力机车整车动力学特性研究

基于柔性构架的某型宽轨电力机车整车动力学特性研究

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作者：韩磊太原科技大学

学位级别：硕士

近年来,我国经济有了突飞猛进的发展,铁路行业也随之蓬勃发展。铁路运输目前的发展趋势是朝着运行速度越来越快、质量越来越轻、载重越来越大的方向发展,铁路的快速发展也反过来促进了经济的迅猛发展。随着我国越来越重视铁路的发展,对... 详细信息

近年来,我国经济有了突飞猛进的发展,铁路行业也随之蓬勃发展。铁路运输目前的发展趋势是朝着运行速度越来越快、质量越来越轻、载重越来越大的方向发展,铁路的快速发展也反过来促进了经济的迅猛发展。随着我国越来越重视铁路的发展,对相关部门也提出了与时俱进,加快铁路车辆更新换代的要求。随着车辆速度不断提高,车辆在高速状态下的弹性振动对车辆系统的影响已经不能被忽略。转向架构架作为机车中非常重要的部件起着承上启下的作用,本文以某型宽轨电力机车为研究对象,在机车动力学模型中引入柔性构架以研究其在不同路径中对机车动力学性能的影响。本文首先介绍了轨道车辆的动力学评价指标与轨道不平顺激励,随后在ANSYS中建立宽轨电力机车转向架构架的有限元模型,对其进行模态分析与子结构分析得到柔性体构架。通过对宽轨电力机车的组成部件进行研究,建立了包括机车车体、转向架、轮对及一系和二系悬挂系统的数学模型,在SIMPACK中根据宽轨电力机车实际的参数建立机车动力学模型,将得到的柔性体构架导入机车动力学模型中生成了柔性构架的机车刚柔耦合模型。选用美国五级轨道谱作为外部激励,对比分析了两种模型直线行驶时的动力学性能,得出结论:柔性构架的机车模型垂向平稳性指标与横向平稳性指标相比于刚性构架的机车模型有小幅度的增加;柔性构架的垂向与横向振动加速度要大于刚性构架,这是由于车辆在行驶过程中激发了构架的模态振动;柔性构架会使得轮对的轮轨作用力有所增加,这不利于机车的安全行驶。通过设置不同曲线半径R1000m、R600m、R300m曲线线路来研究两种模型不同曲线的通过性能,得出结论:相比刚性构架,柔性构架会使得机车的脱轨系数、轮重减载率与轮轨作用力有所增加;刚性构架与柔性构架机车都可以以120km/h的车速安全通过R1000线路;刚性构架机车可以以100km/h的车速安全通过R600曲线线路而柔性构架机车可以以90km/h的车速安全通过R600曲线线路;刚性构架机车可以以65km/h的车速安全通过R300曲线线路而柔性构架机车可以以60km/h的车速安全通过R300曲线线路。柔性构架会使得机车的曲线通过性能有所下降。

关键词：六轴宽轨电力机车柔性构架动力学性能曲线通过性

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一系悬挂刚度对六轴宽轨机车垂向动力学影响

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太原科技大学学报 2022年第6期43卷 514-519页

作者：梁俊杰梁永刚史青录李幸人武晨晨邵晓森太原科技大学机械工程学院太原030024 中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

建立某型六轴宽轨电力机车的多体动力学仿真模型,研究机车在(60~160)km/h运行速度范围内和AAR5级轨道谱的激励下,一系悬挂刚度对其垂向动力学性能的影响。结果表明,横向和纵向定位刚度对机车垂向动力学性能的影响几乎可以忽略,但垂向定... 详细信息

建立某型六轴宽轨电力机车的多体动力学仿真模型,研究机车在(60~160)km/h运行速度范围内和AAR5级轨道谱的激励下,一系悬挂刚度对其垂向动力学性能的影响。结果表明,横向和纵向定位刚度对机车垂向动力学性能的影响几乎可以忽略,但垂向定位刚度对机车垂向动力学性能的影响较大。当机车追求舒适性时,需要匹配较大的垂向刚度,否则就必须限制其最高运行速度。当机车运行速度超过100 km/h时,随着刚度的增加,轮轨垂向力会一定程度减小。

关键词：六轴宽轨电力机车一系悬挂刚度车体振动加速度平稳性指标轮轨垂向力

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六轴宽轨机车垂向动力学特性研究

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工程机械 2021年第7期52卷 20-26,I0014页

作者：梁俊杰史青录李幸人黄凌雄太原科技大学机械工程学院中车大同电力机车有限公司技术中心

对某型六轴宽轨电力机车建立包括车体、构架以及轮对在内的多体系统动力学微分方程组,利用MATLAB编程进行求解运算,并在SIMPACK中建立动力学仿真模型。分析该机车在120 km/h运行速度以及AAR5级轨道谱激励下的一系轴箱垂向定位刚度和二... 详细信息

对某型六轴宽轨电力机车建立包括车体、构架以及轮对在内的多体系统动力学微分方程组,利用MATLAB编程进行求解运算,并在SIMPACK中建立动力学仿真模型。分析该机车在120 km/h运行速度以及AAR5级轨道谱激励下的一系轴箱垂向定位刚度和二系橡胶堆垂向刚度对机车垂向动力学特性的影响。结果表明:前司机室垂向平稳性指标随着一系垂向刚度和二系垂向刚度的增大而增大,当二系垂向刚度大于4 MN/m时,随着二系垂向刚度增大,前司机室垂向平稳性指标增幅明显减小,最后趋于平稳;一系垂向刚度越大,其变化对车体垂向振动加速度的影响越小;随着一系垂向刚度的增加,轮轨垂向力整体呈现减小趋势,二系垂向刚度变化对轮轨垂向力影响较小;一定范围内,减小一系轴箱垂向定位刚度和二系橡胶堆垂向刚度,有利于提高六轴宽轨机车垂向动力学性能。

关键词：六轴宽轨电力机车多体动力学垂向平稳性指标垂向刚度轮轨垂向力

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二系刚度对矿用宽轨机车垂向动力学性能的影响

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煤矿机械 2021年第9期42卷 78-81页

作者：史青录梁俊杰李幸人王宇太原科技大学机械工程学院太原030024 中车大同电力机车有限公司技术中心山西大同037038

建立某型六轴宽轨电力机车的多体动力学仿真模型,研究机车在60~140 km/h运行速度内和AAR5级轨道谱的激励下,二系橡胶堆刚度对其垂向动力学性能的影响。结果表明二系橡胶堆刚度变化一定时,后司机室的垂向平稳性指标变化幅值要明显低于前... 详细信息

建立某型六轴宽轨电力机车的多体动力学仿真模型,研究机车在60~140 km/h运行速度内和AAR5级轨道谱的激励下,二系橡胶堆刚度对其垂向动力学性能的影响。结果表明二系橡胶堆刚度变化一定时,后司机室的垂向平稳性指标变化幅值要明显低于前司机室。一定范围内降低二系垂向刚度可提高六轴宽轨机车垂向动力学性能。

关键词：六轴宽轨电力机车二系橡胶堆刚度车体振动加速度平稳性指标垂向动荷系数

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