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铰接式转向架在城轨车辆中的应用及其性能研究

沈继强  
【摘要】: 城市轨道交通在城市交通运输市场中有着举足轻重的地位,为城市的发展起着非常重要的作用。现今,全世界越来越多的大中型城市都已建成城市轨道交通系统,使得诸多新结构、新材料、新工艺在城市轨道交通运输装备的设计和制造中得到了广泛的应用和发展。 铰接式转向架相对于常规转向架而言,在结构形式上并无太大区别,因此仍然属于常规转向架的一种。但是铰接式转向架的工作位置与传统车辆中常规转向架的位置不同,铰接式转向架设置在相邻车辆的连接处。由于这种特殊性,使得铰接式转向架相对于常规转向架既有优势也有不足之处。在国外,铰接式转向架已经广泛应用于高速铁路,城郊快速客运,货运铁路等多方面,具有广阔的应用前景。在我国,铰接式转向架车辆应用较少。因此,本文展开对铰接式转向架在城市轨道车辆中应用的设计研究,旨在通过研究确定铰接式转向架在城市轨道交通中应用的可行性。 论文首先介绍了我国城市轨道交通的发展情况,然后引入铰接式转向架的特点,并针对其特点在城市轨道交通中的利弊做了说明。同时介绍了铰接式转向架在国外的应用情况。其次分析了城轨车辆主要技术参数的选取原则,给出了铰接式转向架城轨车辆主要技术方案。在此基础上以国外铰接转向架为参考,设计了铰接式转向架结构方案,以便进行动力学性能分析。最后,对轮对,构架和车体进行了受力分析,给出了其动力学方程,并利用动力学仿真软件SIMPACK建立了动力学仿真模型。从而对转向架的主要悬挂参数进行了优化分析,得出稳定性、平稳性和曲线通过综合性能较好的参数组合,并以优化的参数对5联车组动力学性能进行分析以及与传统车辆进行对比。 论文最后得出结论,铰接式转向架能满足在城轨交通车辆中的应用。铰接式转向架的应用对列车动力学性能的改善具有一定的作用,尤其在列车横向平稳性以及缓和曲线通过时车轮减载方面具有良好效果。在我国城轨交通系统大量建设的初期,充分利用国外的成功经验,结合我国城轨车辆发展的实际情况,研制具有自主知识产权的铰接式城轨车辆转向架,这对于推动城市交通运输装备发展、改善城市交通状况、保护环境具有重要的意义。论文的研究为今后我国铰接式转向架的发展研究提供了一定的理论基础。


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