高速磁浮车辆空气弹簧非线性特性及竖曲线通过动态响应仿真分析
发布时间：2022-02-12 10:37
空气弹簧悬挂系统具有垂向柔度大、刚度和阻尼可调、悬挂高度恒定、高频隔振性能好等优点,在轨道交通车辆二系悬挂中得到了普遍的应用。本文以国内新设计的某高速磁浮空气弹簧和磁浮车辆为研究对象,通过AMESim仿真平台搭建了考虑橡胶气囊、高度调整阀、节流孔、附加气室、应急橡胶堆、供风风缸等部件的复杂高速磁浮空气弹簧非线性动力学模型,模拟分析了空气弹簧的非线性特性;利用多体动力学软件SIMPACK建立了考虑空气弹簧非线性、主动电磁悬浮-导向控制和以创新型悬浮架为承载基础的高速磁浮车辆动力学模型,研究了空气弹簧非线性特性对磁浮车辆动力学性能的影响。利用建立的单个空气弹簧非线性动力学模型,研究了高度调整阀无感区和延迟时间对其非线性特性的影响,计算分析了单个空气弹簧的静、动刚度和动态阻尼特性,进一步探究得到了空气弹簧垂向特性与其结构参数之间的非线性关系。其次,介绍了高速磁浮车辆空气弹簧悬挂系统支撑方式以及磁浮交通竖曲线的设置方法和参数选取,数值模拟了车辆通过小半径竖曲线时的动力学响应,并与采用空气弹簧线性等效模型的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用空气弹簧等效模型得到的弹簧伸缩量显著小于非线性模型的...
【文章来源】：西南交通大学四川省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同类型磁浮交通原理示意图
2） 运行安全，乘坐舒适度高。EMS 车厢下的悬浮架抱着轨排结构运行磁浮车辆在 U 型轨道结构内运行，列车几乎没有脱轨风险。且磁浮用直线电机推进，无轮轨粘着极限限制，列车加减速度快。3） 爬坡能力强，转弯半径小，所占土地资源少且适应线路能力强。例速磁浮列车在困难地段爬坡能力可达 10%。4） 因磁浮交通避免了传统轮轨磨耗所产生车轮、钢轨的擦伤和磨损，大减小了对磁浮交通车辆和线路的维护工作量，运营维护成本低。内外磁浮交通近况1）德国磁浮交通上世纪20年代，德国人HermannKemper第一个提出了电磁悬浮原理，并于了世界上最早的磁浮试验模型，申请了磁浮列车这一专利。1969 年，联究部提出了关于“高运力快速铁路系统”的研究计划标志着德国正式开始磁研究，参与这一计划的包括德国联邦铁路、交通部和其国内的工业界。至高速磁浮研究近 40 年的历史大体上可分为概念设计阶段（1969~1979）、用化开发阶段（1978~1991）和商业推广应用阶段（1992~至今）[4-8]。
图 1.3 德国最新一代高速常导磁浮列车 TR09 系统（2）日韩磁浮交通20世纪 60~70年代，日本同时启动了高速 EDS型磁浮列车和中低速 EMS 型磁浮列车的技术研究，也是目前世界上拥有成熟的中低速磁浮列车技术及工程化应用和运营经验的国家。日本政府在上野原市至笛吹市之间修建了一条低温超导磁浮列车试验线（山梨磁浮试验线）。高速磁浮相关的测试始于1997 年，1999年4月，一列 5节编组的载人高速磁浮列车车速达到了 552 km/h，创造了当时铁路交通的世界记录。此外，列车在 8km 的距离内，仅用时 100 秒就达到了最高车速。1999 年 11 月 16 日，两列磁浮列车在双线上的会车速度达到了 1003 km/h。2003 年 11 月，MLX01 型磁浮车创造了时速 558公里的纪录。2015 年 4 月，计划应用于东京-大阪磁浮新干线的日本高速超导磁浮列车L0 系，在 42 km 山梨试验线上创下 603 km/h 的最高地面交通速度世界纪录[9-12]。日本高速超导磁浮交通技术研发历经 40 余年，先后研发出 5 代车型。但是，日本高速超导磁浮列车上需有车载制冷系统保证超导线圈处于超导状态，车载超导线圈存在失超的风险；由于系统的所有线圈均为分离线圈，悬浮力、导向力及驱动力均存在脉动，列车舒适度较差；此外，轨道全由线圈构成，导电材料用量很大，线圈结构与安装复杂，
【参考文献】：
期刊论文
[1]空气弹簧多变过程的有限元模拟[J]. 李雪冰,曹金凤,危银涛. 工程力学. 2019(02)
[2]高速磁浮线路最大纵坡值研究[J]. 李辉柏,黄靖宇. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]清远磁浮旅游专线客流预测研究[J]. 杜聪. 交通企业管理. 2018(05)
[4]中低速磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动仿真分析[J]. 任晓博,赵春发,冯洋,张宇生. 铁道标准设计. 2019(02)
[5]中国新型磁浮列车试验成功 时速可达160 km以上[J]. 铁路采购与物流. 2018(05)
[6]北京S1线磁浮列车进行在轨测试[J]. 吴可超,何经伟. 城市轨道交通研究. 2017(09)
[7]我国启动时速600km高速磁浮等重大项目研发[J]. 应福根. 军民两用技术与产品. 2016(21)
[8]城市轨道交通新技术、新系统——长沙磁浮机场快线工程[J]. 陈小鸿. 交通与运输. 2016(03)
[9]株洲中低速磁浮试运线轨道设计关键技术研究[J]. 蔡文锋,徐锡江,吴承锦,杨平. 铁道标准设计. 2015(06)
[10]对磁浮工程技术的一些思考[J]. 丁信华. 城市轨道交通研究. 2015(05)
博士论文
[1]高速动车组空气弹簧动力学特性及其故障模式研究[D]. 戚壮.西南交通大学 2015
[2]铁道车辆空气弹簧动力学特性及其主动控制研究[D]. 刘增华.西南交通大学 2007
[3]磁悬浮车辆系统动力学研究[D]. 赵春发.西南交通大学 2002
[4]我国高速铁路客运专线主要技术经济问题研究[D]. 刘万明.西南交通大学 2002
硕士论文
[1]新型中低速磁浮车辆空气弹簧应用研究[D]. 谢钦.西南交通大学 2017
[2]平均阀试验台研究[D]. 钟俊辉.西南交通大学 2015
[3]铁道车辆空气弹簧动态特性研究[D]. 高红星.西南交通大学 2014
[4]铁道车辆用空气弹簧动力学性能仿真研究[D]. 刘亚平.西南交通大学 2013
[5]高速列车空簧系统隔振动态特性研究[D]. 杨飞.西南交通大学 2011
[6]磁浮车辆系统动力学建模与仿真分析[D]. 叶学艳.西南交通大学 2007
[7]高速磁悬浮铁路线路平纵断面设计标准的研究[D]. 梁红燕.西南交通大学 2003
本文编号：3621567
【文章来源】：西南交通大学四川省211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
不同类型磁浮交通原理示意图
2） 运行安全，乘坐舒适度高。EMS 车厢下的悬浮架抱着轨排结构运行磁浮车辆在 U 型轨道结构内运行，列车几乎没有脱轨风险。且磁浮用直线电机推进，无轮轨粘着极限限制，列车加减速度快。3） 爬坡能力强，转弯半径小，所占土地资源少且适应线路能力强。例速磁浮列车在困难地段爬坡能力可达 10%。4） 因磁浮交通避免了传统轮轨磨耗所产生车轮、钢轨的擦伤和磨损，大减小了对磁浮交通车辆和线路的维护工作量，运营维护成本低。内外磁浮交通近况1）德国磁浮交通上世纪20年代，德国人HermannKemper第一个提出了电磁悬浮原理，并于了世界上最早的磁浮试验模型，申请了磁浮列车这一专利。1969 年，联究部提出了关于“高运力快速铁路系统”的研究计划标志着德国正式开始磁研究，参与这一计划的包括德国联邦铁路、交通部和其国内的工业界。至高速磁浮研究近 40 年的历史大体上可分为概念设计阶段（1969~1979）、用化开发阶段（1978~1991）和商业推广应用阶段（1992~至今）[4-8]。
图 1.3 德国最新一代高速常导磁浮列车 TR09 系统（2）日韩磁浮交通20世纪 60~70年代，日本同时启动了高速 EDS型磁浮列车和中低速 EMS 型磁浮列车的技术研究，也是目前世界上拥有成熟的中低速磁浮列车技术及工程化应用和运营经验的国家。日本政府在上野原市至笛吹市之间修建了一条低温超导磁浮列车试验线（山梨磁浮试验线）。高速磁浮相关的测试始于1997 年，1999年4月，一列 5节编组的载人高速磁浮列车车速达到了 552 km/h，创造了当时铁路交通的世界记录。此外，列车在 8km 的距离内，仅用时 100 秒就达到了最高车速。1999 年 11 月 16 日，两列磁浮列车在双线上的会车速度达到了 1003 km/h。2003 年 11 月，MLX01 型磁浮车创造了时速 558公里的纪录。2015 年 4 月，计划应用于东京-大阪磁浮新干线的日本高速超导磁浮列车L0 系，在 42 km 山梨试验线上创下 603 km/h 的最高地面交通速度世界纪录[9-12]。日本高速超导磁浮交通技术研发历经 40 余年，先后研发出 5 代车型。但是，日本高速超导磁浮列车上需有车载制冷系统保证超导线圈处于超导状态，车载超导线圈存在失超的风险；由于系统的所有线圈均为分离线圈，悬浮力、导向力及驱动力均存在脉动，列车舒适度较差；此外，轨道全由线圈构成，导电材料用量很大，线圈结构与安装复杂，
【参考文献】：
期刊论文
[1]空气弹簧多变过程的有限元模拟[J]. 李雪冰,曹金凤,危银涛. 工程力学. 2019(02)
[2]高速磁浮线路最大纵坡值研究[J]. 李辉柏,黄靖宇. 城市轨道交通研究. 2018(11)
[3]清远磁浮旅游专线客流预测研究[J]. 杜聪. 交通企业管理. 2018(05)
[4]中低速磁浮车辆-轨道-桥梁垂向耦合振动仿真分析[J]. 任晓博,赵春发,冯洋,张宇生. 铁道标准设计. 2019(02)
[5]中国新型磁浮列车试验成功 时速可达160 km以上[J]. 铁路采购与物流. 2018(05)
[6]北京S1线磁浮列车进行在轨测试[J]. 吴可超,何经伟. 城市轨道交通研究. 2017(09)
[7]我国启动时速600km高速磁浮等重大项目研发[J]. 应福根. 军民两用技术与产品. 2016(21)
[8]城市轨道交通新技术、新系统——长沙磁浮机场快线工程[J]. 陈小鸿. 交通与运输. 2016(03)
[9]株洲中低速磁浮试运线轨道设计关键技术研究[J]. 蔡文锋,徐锡江,吴承锦,杨平. 铁道标准设计. 2015(06)
[10]对磁浮工程技术的一些思考[J]. 丁信华. 城市轨道交通研究. 2015(05)
博士论文
[1]高速动车组空气弹簧动力学特性及其故障模式研究[D]. 戚壮.西南交通大学 2015
[2]铁道车辆空气弹簧动力学特性及其主动控制研究[D]. 刘增华.西南交通大学 2007
[3]磁悬浮车辆系统动力学研究[D]. 赵春发.西南交通大学 2002
[4]我国高速铁路客运专线主要技术经济问题研究[D]. 刘万明.西南交通大学 2002
硕士论文
[1]新型中低速磁浮车辆空气弹簧应用研究[D]. 谢钦.西南交通大学 2017
[2]平均阀试验台研究[D]. 钟俊辉.西南交通大学 2015
[3]铁道车辆空气弹簧动态特性研究[D]. 高红星.西南交通大学 2014
[4]铁道车辆用空气弹簧动力学性能仿真研究[D]. 刘亚平.西南交通大学 2013
[5]高速列车空簧系统隔振动态特性研究[D]. 杨飞.西南交通大学 2011
[6]磁浮车辆系统动力学建模与仿真分析[D]. 叶学艳.西南交通大学 2007
[7]高速磁悬浮铁路线路平纵断面设计标准的研究[D]. 梁红燕.西南交通大学 2003
本文编号：3621567
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