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《西南交通大学》 2015年
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基于车轮踏面等效斜度的高速动车组运动稳定性研究

李振宝  
【摘要】:列车的稳定运行事关乘客的生命、财产安全,而车辆系统运动稳定性是影响列车安全运行的决定性因素之一。随着我国高速铁路客运专线的陆续开通运营,在列车最高试验运行速度不断刷新,持续运营速度不断提高的背景下,对高速动车组的运动稳定性进行研究便显得尤为重要。轮轨接触几何关系在整个车辆轨道系统中起着纽带作用。铁道机车车辆的牵引、制动以及导向等基本功能都要通过车轮与钢轨的滚动接触来实现。车轮踏面等效斜度是轮轨几何接触中的决定性参数之一,是轮轨匹配的核心因素,对轮轨相互动态作用、机车车辆运行稳定性、轮轨表面磨耗以及牵引力发挥等诸多方面有着直接关系。因此,研究车轮踏面等效斜度对高速动车组运动稳定性的影响具有重要的现实意义,也可对高速列车结构设计以及动车组运用检修等提供一定的理论依据和技术支撑。本文首先阐述了国内外高速动车组及其运动稳定性的研究现状。依据多体系统动力学基本原理,通过模型假定以及非线性化处理等,使用多体系统动力学仿真软件SMPACK建立了某型高速动车的整车动力学模型。然后介绍了车辆系统运动稳定性研究方法以及相关的理论基础。本文基于UIC515、UIC518等标准,重点研究了车轮踏面等效斜度对车辆系统运动稳定性的具体影响。研究结果表明:对于两种不平顺线路谱激励,线性化条件下和实际踏面磨耗条件下车轮踏面等效斜度对车辆系统运动稳定性影响的变化趋势是一致的,车轮踏面等效斜度对车辆系统的运动稳定性有重大影响;随着车轮踏面等效斜度的增大,不同标准下的临界速度都呈现出下降的趋势。根据分析结果,建议使用构架横向加速度幅值法作为车辆系统运动稳定性评定依据。对于该型高速动车组,在我国京津城际实测不平顺线路谱条件下,当持续运营速度为330km/h时,可以将踏面等效斜度达到0.27时作为运用检修限度值;当持续运营速度为350km/h,则踏面等效斜度达到0.23时作为运用检修限度值。论文建议结合测量轮对踏面等效斜度来制定轮对镟修周期,可以有效避免高速动车横向振动报警现象的发生,从而更好地保障高铁列车的安全运行。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:U266

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【参考文献】
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