中低速磁浮列车碰撞特性研究

发布时间：2023-03-19 03:41

　　中低速磁浮交通在我国已进入商业化运营时代,国内多个城市都有开通中低速磁浮运营线的意向或规划。目前国内外针对中低速磁浮列车被动安全性的研究较少,本文主要对其碰撞行为响应和能量转化规律等展开研究。首先,基于三编组五模块中低速磁浮列车的主要结构特点,建立了包含轨道、悬浮架、车体及车钩缓冲装置的列车非线性大变形有限元三维碰撞模型,利用显式有限元程序LS-DYNA进行列车级碰撞仿真计算与分析。分析结果表明,碰撞后,磁浮车辆将发生显著的点头和摇头运动,分别引起列车的爬车和锯齿形横向褶曲行为。车辆摇头运动在中间钩缓装置的吸能元件达到最大压缩行程后开始突显,且中间钩缓装置的正反馈作用机制对车辆摇头运动具有恶化作用,加剧列车的横向褶曲。车辆点头运动不仅引起列车爬车行为,而且使端部悬浮架与轨道产生垂向冲击,作用力为无规律性的脉冲载荷,且载荷幅值达到数百千牛顿;但在低速碰撞时,列车不会发生脱轨。此外,车辆点头运动还会改变悬浮架侧滚运动的方向。在纵向,由于吸能元件的容量过小,列车前端车体结构发生了严重的屈曲、压溃变形,司机室生存空间受到威胁,但各车辆的纵向平均加速度满足要求。其次,为改善碰撞响应,对中低速磁浮...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景与研究意义
    1.2 相关研究现状
        1.2.1 轮轨列车碰撞行为响应研究
        1.2.2 磁浮列车碰撞行为响应研究
    1.3 本文主要研究内容
第2章 磁浮列车三维碰撞模型建立
    2.1 显式动力分析的理论基础
        2.1.1 显式动力分析求解算法
        2.1.2 显式动力分析的时间步长控制
        2.1.3 显式动力分析的沙漏现象与控制
        2.1.4 显式动力分析的接触搜索算法
    2.2 磁浮列车三维碰撞模型的建立
        2.2.1 轨道结构建模
        2.2.2 悬浮架的主要结构特点及建模
        2.2.3 磁浮车体建模
        2.2.4 车体与悬浮架连接关系的处理
        2.2.5 车端连接关系的处理
    2.3 本章小结
第3章 磁浮列车碰撞工况设计与响应分析
    3.1 磁浮列车碰撞工况设计
    3.2 整体碰撞响应分析
        3.2.1 车辆变形和爬车行为
        3.2.2 列车碰撞力和加速度
        3.2.3 列车横向褶曲行为
        3.2.4 碰撞中的能量转化
    3.3 车体的碰撞响应分析
    3.4 悬浮架与轨道的碰撞响应分析
    3.5 本章小结
第4章 磁浮列车能量系统优化设计
    4.1 磁浮列车多刚体碰撞一维模型
        4.1.1 主要吸能参数
        4.1.2 钩缓装置和吸能装置的简化输入模型
    4.2 载荷-位移关系曲线的不同形式对吸能装置吸能效果的影响
        4.2.1 载荷-位移关系的不同配置方案
        4.2.2 不同配置方案的计算结果分析
        4.2.3 载荷-位移曲线的斜率对吸能大小的影响
    4.3 磁浮列车能量系统设计及优化
        4.3.1 防爬吸能装置的设计
        4.3.2 列车能量系统的优化
    4.4 能量优化后的磁浮列车碰撞响应分析
        4.4.1 纵向响应分析
        4.4.2 垂向响应分析
        4.4.3 横向响应分析
        4.4.4 能量转化分析
    4.5 本章小结
第5章 典型参数对磁浮列车碰撞响应的影响
    5.1 摩擦系数的影响分析
    5.2 空簧垂向刚度的影响分析
    5.3 吊杆轴向刚度的影响分析
    5.4 本章小结
结论
展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及专利



本文编号：3764478