真空管道交通系统车辆、管道与支撑梁耦合振动研究

发布时间：2023-03-05 18:42

　　由于真空管道交通系统对于高速交通发展有重要意义,欧美等国家开始重视真空管道交通系统发展。我国对真空管道交通系统的研发起步晚,但是也被提上了国家战略的日程。我国计划于2035年建成第一条真空管道交通线路,这意味着真空管道交通系统的研究需要投入更多。而真空交通系统的车辆、管道和支撑梁的耦合振动研究将直接影响交通系统的安全性、舒适性以及及技术经济性,因此耦合振动方面的研究势在必行。为深入研究真空管道车辆与管道-支撑梁之间的垂向耦合动力和横向动力学的作用规律,本文首先对真空管道车辆气动悬架系统模型进行研究,分析出气动悬架系统需要增加二系悬挂。以此为基础建立10自由度的二系气动悬挂垂向车辆模型,推导出完整车辆的车辆与管道-支撑梁耦合振动模型的运动平衡方程。将真空管道车辆模型与管道-支撑梁模型的自由度通过气膜间隙耦合在一起,建立统一的系统运动方程组。求解中选用计算车桥耦合振动的数值分析方法中精度较高而且计算速度较快的Newmark法,并结合它的计算特点编制了Matlab计算程序,对耦合振动方程进行分离迭代求解出车辆与管道-支撑梁的垂向加速和垂向加速度等动力学参数。真空管道车辆作为一种新型高速交通工...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 真空管道交通发展概况
        1.1.2 真空管道交通的特点
        1.1.3 真空管道交通的研究意义
    1.2 真空管道交通的研究现状
        1.2.1 国外真空管道交通发展概况
        1.2.2 国内真空管道交通发展概况
        1.2.3 车桥系统动力学研究现状
    1.3 研究内容和研究方法
第2章 真空管道车辆模型及动力学方程
    2.1 移动质量模型及动力学方程
    2.2 单跨简支梁动力学方程
    2.3 两跨连续管道的动力学方程
    2.4 单气动悬浮装置与管道动力学分析
        2.4.1 单气动悬浮装置与管道动力学方程
        2.4.2 二系悬挂车体垂向性能分析
    2.5 本章小结
第3章 车辆与管道-支撑梁耦合振动分析
    3.1 NEWMARK积分法和龙格-库塔法的比较
        3.1.1 Newmark积分法
        3.1.2 龙格—库塔法
        3.1.3 单气动悬浮装置实际算例分析
    3.2 连续分布气浮力等效处理方法
    3.3 真空管道车辆与磁悬浮车辆耦合振动比较
        3.3.1 十自由度管道车辆动力学
        3.3.2 管道-支撑梁动力学方程
        3.3.3 真空管道车辆耦合系统的计算方法
        3.3.4 垂向动力学分析
    3.4 真空管道车辆横向动态响应
        3.4.1 车体受力分析
        3.4.2 车体横向动态响应
    3.5 本章小结
第4章 管道与支撑梁振动特性分析
    4.1 管道与支撑梁有限元模型
    4.2 管道与支撑梁仿真分析
    4.3 真空管道几何不平顺
    4.4 本章小结
第5章 曲线线路上车辆系统动态响应
    5.1 曲线线路上真空管道车辆动态响应
    5.2 曲线线路上真空管道车辆坐标系的定义
    5.3 曲线线路上乘客的舒适度
    5.4 真空管道车辆通过曲线时的动态响应
    5.5 本章小结
总结与展望
    1.总结
    2.展望
参考文献
致谢
附录A (攻读学位期间发表的论文)



本文编号：3756727