城市轻轨车辆选型及动力学性能研究

【摘要】：随着科技的不断进步，轻轨交通作为解决城市交通问题的途径之一已被广泛接受，并得到了系统性的研究。轻轨车辆具有容量大、噪声低、乘坐舒适、无环境污染、节约能源、比较经济等特点，它作为载运工具在轻轨交通中起着关键的作用。各国研制了种类繁多的轻轨列车，体现了社会需求的多样性，也体现了轻轨车辆的复杂性。我国有必要在借鉴国外经验的基础上研究适合我国国情的轻轨车辆。 本文首先阐述了国内外城市轻轨的发展和应用概况以及我国现在存在的问题，介绍了独立车轮的发展现状及其在城市轻轨车辆中的应用前景；接着比较了70％和100％低地板轻轨车辆的优缺点，分析了适合70％低地板轻轨车辆的不同类型转向架的优缺点，选出了适合我国国情的城市轻轨车辆及其适合的转向架；然后用多体动力学仿真软件SIMPACK对70％低地板轻轨车辆建模，并指出了在建模过程中的一些关键零部件的处理方法。 利用建立的仿真计算模型，在转向架原始参数的基础上，对拖车的悬挂参数进行了优化，优选出使拖车的综合动力学性能包括横向稳定性、运行平稳性和动态曲线通过性能良好的参数组合。 最后，论文分析了城市轻轨车辆的动力学性能。首先对独立车轮的动力学性能进行了分析，包括独立车轮的直线对中能力和曲线通过能力。在直线对中能力分析中，分析不同的踏面锥度对独立车轮直线对中性能的影响；在曲线通过能力分析中，分析了传统轮对转向架和独立车轮转向架动力学性能的差异。最后对整个城市轻轨车辆的线性稳定性、非线性稳定性、曲线通过性能以及舒适度等动力学性能进行了分析。