高速铁路三维线形参数及动力响应研究
发布时间：2022-07-22 15:41
随着铁路速度的提高,车辆与线路之间的动力响应越来越大,尤其在线形变化的连接点处及平面曲线和竖曲线重叠地段,轨道与车轮间产生的动力学作用更加显著。传统铁路线路设计参数的研究主要考虑平面参数、纵断面参数及其相互组合条件下对列车运行安全性和舒适性的影响。利用平、纵断面设计参数之间相互耦合再形成三维空间线形的传统设计方法研究空间线形曲率和挠率等变化规律有一定的局限性,而且无法满足更高精度和更高连续性的三维空间线形设计的要求。因为平、纵分离式线形设计方法没有严格的解析模型,同时忽略了三维线路空间的内在联系,对需要提供真三维线路的设计软件,如BIM、GIS等给予的技术支持力度有限,故需从根本上考虑空间几何设计方法建立真三维铁路空间线形。曲率和挠率是不随空间运动和坐标系而变化的几何不变量,可以确定一条唯一的空间曲线,本文提出以弧长为参数,曲率和挠率为基本设计指标,以此建立三维空间线形设计框架。为了更好的研究三维线形设计方法,本文对二维线形设计基本理论和几何连续性进行了研究,分析了组合线形连接点处曲率和挠率的变化规律,得出了平纵组合线路的空间几何连续性。本文基于车-线动力学理论,使用SIMPACK动力...
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究
1.2.1 动力学分析方法
1.2.2 三维设计方法
1.3 研究内容及方法
2 三维高阶连续曲线线形设计
2.1 传统线形研究
2.1.1 平面线形
2.1.2 纵断面线形
2.2 三维线形设计理论
2.2.1 设计参数
2.2.2 空间几何连续性
2.2.3 线形设计方法
2.3 本章小结
3 动力学模型建立
3.1 车辆模型
3.1.1 基本组成
3.1.2 车体拓扑关系及自由度
3.2 轨道线路接触关系模型
3.3 三维线路模型
3.4 模型验证
3.4.1 传统模型验证
3.4.2 三维线路模型验证
3.5 本章小结
4 线形参数对列车动力响应的影响
4.1 动力学评价指标
4.1.1 车辆运行安全性指标
4.1.2 车辆运行平稳性指标
4.2 超高
4.3 速度
4.4 曲率变化率
4.5 本章小结
5 三维线形参数匹配对列车动力响应的影响
5.1 曲率和负挠率的影响
5.1.1 时速200km
5.1.2 时速230km
5.1.3 时速250km
5.1.4 时速270km
5.1.5 时速300km
5.1.6 曲率和挠率取值小结
5.2 曲率和正挠率的影响
5.2.1 时速200km
5.2.2 时速230km
5.2.3 时速250km
5.2.4 时速270km
5.2.5 时速300km
5.2.6 曲率和挠率取值小结
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]莫斯科至喀山高速铁路竖曲线半径研究[J]. 蒋登伟,谢毅,易思蓉,林晓龙,陈文豪. 铁道标准设计. 2018(06)
[2]时速350/250km共线高速铁路曲线半径动力特性研究[J]. 杨星光,刘永孝. 铁道标准设计. 2017(10)
[3]高速铁路线路养护维修研究[J]. 陈文义,焦方敏,蒋习龙. 中国高新技术企业. 2017(06)
[4]时速400km高速铁路曲线超高研究[J]. 刘磊. 铁道建筑. 2017(04)
[5]公路空间几何特性对汽车运动影响[J]. 葛婷,符锌砂,李海峰,龙立敦. 同济大学学报(自然科学版). 2016(12)
[6]公路三维线形设计及约束建模[J]. 葛婷,符锌砂,李海峰,龙立敦,杨永红. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[7]高速铁路线路空间线形的动力学评价指标体系研究[J]. 王开云,吕凯凯. 西南交通大学学报. 2016(02)
[8]高速铁路竖曲线设置误差分析[J]. 梁永平. 测绘地理信息. 2016(02)
[9]中国高速铁路建设回顾与发展思考[J]. 王亦军. 铁道经济研究. 2016(01)
[10]时速400/380km高速铁路最小曲线半径取值研究[J]. 梁晨,司道林,徐玉坡. 铁道建筑. 2016(01)
博士论文
[1]高速铁路线路参数分析及其行车动力特性研究[D]. 李向国.西南交通大学 2011
[2]高速铁路线路参数对车线动力响应影响分析及参数优化与匹配研究[D]. 龙许友.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]Frenet框架下的公路几何线形空间特性[D]. 张晴.中南大学 2014
[2]基于动力分析的高速铁路竖曲线技术条件研究[D]. 王代富.西南交通大学 2012
[3]基于动力分析的高速铁路缓和曲线参数研究[D]. 鲍凯曼.西南交通大学 2012
[4]高速铁路平面曲线和竖曲线重叠设置条件研究[D]. 赵树森.西南交通大学 2012
[5]无碴轨道高速铁路最小曲线半径研究[D]. 陈文豪.西南交通大学 2008
本文编号：3664886
【文章页数】：125 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 国内外相关研究
1.2.1 动力学分析方法
1.2.2 三维设计方法
1.3 研究内容及方法
2 三维高阶连续曲线线形设计
2.1 传统线形研究
2.1.1 平面线形
2.1.2 纵断面线形
2.2 三维线形设计理论
2.2.1 设计参数
2.2.2 空间几何连续性
2.2.3 线形设计方法
2.3 本章小结
3 动力学模型建立
3.1 车辆模型
3.1.1 基本组成
3.1.2 车体拓扑关系及自由度
3.2 轨道线路接触关系模型
3.3 三维线路模型
3.4 模型验证
3.4.1 传统模型验证
3.4.2 三维线路模型验证
3.5 本章小结
4 线形参数对列车动力响应的影响
4.1 动力学评价指标
4.1.1 车辆运行安全性指标
4.1.2 车辆运行平稳性指标
4.2 超高
4.3 速度
4.4 曲率变化率
4.5 本章小结
5 三维线形参数匹配对列车动力响应的影响
5.1 曲率和负挠率的影响
5.1.1 时速200km
5.1.2 时速230km
5.1.3 时速250km
5.1.4 时速270km
5.1.5 时速300km
5.1.6 曲率和挠率取值小结
5.2 曲率和正挠率的影响
5.2.1 时速200km
5.2.2 时速230km
5.2.3 时速250km
5.2.4 时速270km
5.2.5 时速300km
5.2.6 曲率和挠率取值小结
5.3 本章小结
6 结论与展望
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
【参考文献】：
期刊论文
[1]莫斯科至喀山高速铁路竖曲线半径研究[J]. 蒋登伟,谢毅,易思蓉,林晓龙,陈文豪. 铁道标准设计. 2018(06)
[2]时速350/250km共线高速铁路曲线半径动力特性研究[J]. 杨星光,刘永孝. 铁道标准设计. 2017(10)
[3]高速铁路线路养护维修研究[J]. 陈文义,焦方敏,蒋习龙. 中国高新技术企业. 2017(06)
[4]时速400km高速铁路曲线超高研究[J]. 刘磊. 铁道建筑. 2017(04)
[5]公路空间几何特性对汽车运动影响[J]. 葛婷,符锌砂,李海峰,龙立敦. 同济大学学报(自然科学版). 2016(12)
[6]公路三维线形设计及约束建模[J]. 葛婷,符锌砂,李海峰,龙立敦,杨永红. 华南理工大学学报(自然科学版). 2016(08)
[7]高速铁路线路空间线形的动力学评价指标体系研究[J]. 王开云,吕凯凯. 西南交通大学学报. 2016(02)
[8]高速铁路竖曲线设置误差分析[J]. 梁永平. 测绘地理信息. 2016(02)
[9]中国高速铁路建设回顾与发展思考[J]. 王亦军. 铁道经济研究. 2016(01)
[10]时速400/380km高速铁路最小曲线半径取值研究[J]. 梁晨,司道林,徐玉坡. 铁道建筑. 2016(01)
博士论文
[1]高速铁路线路参数分析及其行车动力特性研究[D]. 李向国.西南交通大学 2011
[2]高速铁路线路参数对车线动力响应影响分析及参数优化与匹配研究[D]. 龙许友.北京交通大学 2008
硕士论文
[1]Frenet框架下的公路几何线形空间特性[D]. 张晴.中南大学 2014
[2]基于动力分析的高速铁路竖曲线技术条件研究[D]. 王代富.西南交通大学 2012
[3]基于动力分析的高速铁路缓和曲线参数研究[D]. 鲍凯曼.西南交通大学 2012
[4]高速铁路平面曲线和竖曲线重叠设置条件研究[D]. 赵树森.西南交通大学 2012
[5]无碴轨道高速铁路最小曲线半径研究[D]. 陈文豪.西南交通大学 2008
本文编号：3664886
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