电机中置中速磁浮列车走行机构动力学优化研究

发布时间：2023-02-01 17:52

　　随着长沙、北京中低速磁浮列车投入商业运营,磁浮列车这种新型轨道交通系统已经受到人们越来越多的关注。在国家十三五重点研发计划资助下,本文基于虚拟样机技术,对设计时速200公里、采用U型电磁铁悬浮和导向、空心长定子永磁同步直线电机牵引制动的电机中置式中速磁浮列车走行机构开展动力学研究。本文的主要研究内容如下:1.搭建了单悬浮架悬浮与落车仿真模型,仿真分析了其防滚解耦的性能。利用商用多体动力学分析软件LMS Virtual.Lab Motion建立了单悬浮架虚拟样机动力学仿真模型。在分析便于实验测量的防滚线刚度和解耦线刚度的基础上,定义了防滚角刚度和解耦角刚度来表征悬浮架防滚解耦性能,推导了角刚度和线刚度之间的定量关系。建立了防滚线刚度和解耦线刚度的仿真解算方法,并通过仿真虚拟实验验证了所提出方法的正确性。通过仿真实验揭示了U型电磁铁电磁导向力有利于增大悬浮状态下悬浮架的防滚刚度的现象。仿真分析了电机吊挂间距、电机吊挂刚度和电机横摇刚度对防滚刚度和解耦刚度的影响规律。结果表明,电机中置悬浮架的防滚和解耦性能是相互制约的,防滚刚度和解耦刚度主要受电机吊挂刚度、横摇刚度的控制,适当降低吊挂刚度并... 

【文章页数】：104 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 课题的提出及意义
    1.2 磁浮列车动力学仿真优化及其研究现状
        1.2.1 磁浮列车走行机构概述
        1.2.2 磁浮列车动力学仿真研究现状
        1.2.3 空气弹簧国内外研究现状
    1.3 本文主要研究内容
第二章 电机中置中速磁浮列车悬浮架仿真建模与防滚解耦机构性能研究
    2.1 电机中置中速磁浮列车单悬浮架虚拟样机模型
        2.1.1 悬浮架的装配
        2.1.2 部件间约束关系
        2.1.3 力的添加
        2.1.4 电磁力建模
        2.1.5 防滚线刚度与解耦线刚度说明
        2.1.6 悬浮仿真模型
        2.1.7 落车仿真模型
    2.2 防滚解耦机构性能分析与仿真解算方法
        2.2.1 防滚角刚度与解耦角刚度定义
        2.2.2 线刚度与角刚度转化关系
        2.2.3 仿真解算方法与验证
    2.3 影响防滚解耦性能的主要参数
        2.3.1 防滚与解耦刚度归一化说明
        2.3.2 电机吊挂间距的影响
        2.3.3 电机吊挂刚度的影响
        2.3.4 电机横摇刚度的影响
    2.4 落车和悬浮工况下的电机电磁铁气隙仿真
        2.4.1 装配气隙
        2.4.2 落车气隙
        2.4.3 悬浮气隙
    2.5 本章小结
第三章 中低速磁浮列车空气弹簧及高度阀建模与仿真分析
    3.1 中低速磁浮列车空气悬挂系统概述
        3.1.1 二次悬挂系统
        3.1.2 空气悬挂系统组成及原理
    3.2 基于AMESim的空气弹簧建模
        3.2.1 AMESim软件介绍
        3.2.2 空气弹簧模型参数说明
        3.2.3 数学模型
        3.2.4 仿真模型
    3.3 单空气弹簧模型的仿真验证
        3.3.1 空气弹簧垂向承载力仿真
        3.3.2 空气弹簧垂向静刚度仿真
        3.3.3 空气弹簧垂向动刚度试验
        3.3.4 空气弹簧仿真实验模型说明
    3.4 高度控制阀的建模
        3.4.1 高度控制阀模型及性能指标
        3.4.2 高度控制阀的不感应区特性
        3.4.3 高度控制阀的延时特性
        3.4.4 高度控制阀的流量特性
    3.5 本章小结
第四章 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统中速磁浮列车整车建模与分析
    4.1 整车动力学仿真建模
        4.1.1 导向机构仿真建模
        4.1.2 牵引机构仿真建模
        4.1.3 车体建模
        4.1.4 整车多体动力学仿真模型
    4.2 整车模型与空气悬挂系统的接口建模
        4.2.1 联合仿真方法
        4.2.2 联合仿真步骤
    4.3 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统建模
        4.3.1 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统说明
        4.3.2 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统仿真模型
    4.4 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统与整车仿真分析
        4.4.1 高度阀侧置的三点式空气悬挂系统匀速仿真分析
        4.4.2 高度阀侧置的三点式空气悬挂曲线通过仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 高度阀不同分布的空气悬挂系统仿真分析
    5.1 高度阀中置的三点式空气悬挂系统仿真建模与分析
        5.1.1 高度阀中置的三点式空气悬挂系统原理
        5.1.2 高度阀中置的三点式空气悬挂系统仿真建模
        5.1.3 高度阀中置的三点式空气悬挂系统与整车仿真分析
        5.1.4 高度阀中置的三点式空气悬挂系统曲线通过问题仿真分析
    5.2 四点式空气悬挂系统仿真建模与分析
        5.2.1 四点式空气悬挂系统原理
        5.2.2 四点式空气悬挂系统建模
        5.2.3 四点式空气悬挂系统与整车仿真分析
        5.2.4 四点式空气悬挂系统曲线通过问题仿真分析
    5.3 高度阀不同分布的空气悬挂系统车辆性能分析
        5.3.1 磁浮列车运行平稳性仿真分析
        5.3.2 轨道不平顺仿真
        5.3.3 运行平稳性仿真分析
    5.4 本章小结
第六章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 下一步工作展望
致谢
参考文献
作者在学期间取得的学术成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]装用空气弹簧的车辆横移研究[J]. 石毛真,王光明.  国外铁道车辆. 2019(01)
[2]基于动力学的中低速磁浮转向架载荷特性分析[J]. 孙晨,杨新斌.  齐齐哈尔大学学报(自然科学版). 2017(06)
[3]新型磁浮车动力学仿真分析[J]. 汪科任,罗世辉,宗凌潇,马卫华.  振动与冲击. 2017(20)
[4]我国磁浮列车研制取得重大进展[J]. 林一平.  交通与运输. 2017(03)
[5]高速磁浮车辆走行机构动载荷测试与分析[J]. 葛军,高定刚,郑树彬,柴晓冬.  上海工程技术大学学报. 2015(04)
[6]带附加气室空气弹簧悬架动力学特性分析[J]. 张晓磊,郑明军,吴文江,冯国胜.  橡胶工业. 2015(10)
[7]空气弹簧式半主动悬置设计与匹配研究[J]. 陈代军,付江华,袁杰,沈中元,刘瑞.  汽车技术. 2015(05)
[8]磁浮车用SRI1R160B—2型空气弹簧的计算分析及试验研究[J]. 刘少义,许恒波,郑宝奎,林国英.  铁道车辆. 2015(04)
[9]低速磁浮列车单悬浮架机电控制建模及动力学特性研究[J]. 刘耀宗,邓文熙,龚朴.  铁道学报. 2014(09)
[10]磁浮列车悬浮架吊杆型防滚解耦机构研究[J]. 刘耀宗,邓文熙,李杰,龚朴.  铁道学报. 2014(03)

博士论文
[1]磁悬浮车辆系统动力学研究[D]. 赵春发.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]时速140km新型中低速磁浮列车走行机构研究分析[D]. 宗凌潇.西南交通大学 2016
[3]基于AMESim的铁道车辆空气弹簧系统特性分析[D]. 霍芳霄.西南交通大学 2014
[4]基于AMESim空气弹簧模型车辆动力学性能分析[D]. 甄亚林.西南交通大学 2014
[5]高速磁浮列车的转向运动相关问题研究[D]. 王汝宁.国防科学技术大学 2010
[6]中低速五转向架磁悬浮列车走行机构研究与理论设计[D]. 李云锋.国防科学技术大学 2007



本文编号：3734349