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《西南交通大学》 2002年
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低磨耗高速客车径向转向架优化研究

王志春  
【摘要】: 列车提速是我国铁路运输发展的方向。从1997年以来,在主要干线上进行了四次大规模的提速,最高运行速度已达160km/h。“十五”期间,还将进行两次提速,主要是进一步提高干线列车运行速度和在其它线路上实现提速。但是我国既有的铁路线路一般等级较低,而大规模的修建高速线路又不符合现有的国情,所以我国铁路的高速化应是在现有铁路线路的基础上,依靠提高机车车辆的性能来满足高速运行时的要求。 随着列车速度的提高,轮轨之间的动作用力加大、轮轨磨耗加剧,镟轮和换轨周期缩短,运输成本增加,列车的运行安全性降低。同时,严重的轮轨磨耗加重了对铁路沿线环境的污染。因而需要研制一种低磨耗、高性能的转向架以满足铁路运输市场的需要。 长期以来,常规转向架一直存在着横向稳定性和曲线通过性能之间的矛盾,而径向转向架在保证车辆运行的横向稳定性的同时,能够有效降低曲线段上的轮轨横向力,减少轮轨磨耗,可有效地解决横向稳定性和曲线通过性能之间的矛盾,故本论文的低磨耗高速客车转向架采用了自导向径向转向架的模式。 论文首先比较了国外几种典型的自导向转向架的优缺点,提出了采用拉压杆式自导向转向架结构作为低磨耗高速客车转向架的基本模式。在我国首次将拉压杆式径向机构应用于客车转向架。论文对低磨耗高速客车转向架进行了方案设计和技术设计,确定了转向架的结构参数,初选了悬挂参数及径向机构参数。 低磨耗高速客车转向架不仅要有高的临界速度,还要有良好的曲线通过性能。根据这些要求,对转向架构架、轮对及车体进行了受力分析,建立了相应的动力学仿真模型,并利用多体动力学仿真软件SIMPACK对模型进行动力学仿真计算。首先,对初选的悬挂参数及径向机构参数进行了优化,优选出使车辆的横向稳定性、平稳性及曲线通过综合性能较好的参数组合;在此基础上,对转向架的动力学性能进行分析和计算;最后与常规转向架车辆的曲线通过性能进行了比较。分析和计算结果表明,低磨耗高速客车转向架车辆在满足横向稳定性的同时,能够改善曲线通过性能,降低磨耗,尤其是在曲线半径较小的既有线路上,与常规转向架车辆相比整车磨耗功率的降低是十分明显的。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 最后,论文利用ANSYS有限元软件对转向架中受力最为复杂的部件构 架按照TB厅 3 5—1996标准进行了强度分析,根据强度计算结果,对构架 结构进行了优化,使其强度满足车辆高速运行的要求,确保转向架的运行安 全。
【学位授予单位】:西南交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2002
【分类号】:U270

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