车轮多边形状态下的轮轨系统振动分析
发布时间：2021-06-07 07:08
车轮不圆会对车辆动力学性能造成恶劣影响,增大轮轨力,引起车辆和轨道系统的剧烈振动。特别是高阶多边形下的高速列车运行过程会产生高频振动,这会对钢轨及车轮踏面造成疲劳破坏,产生疲劳裂纹及不均匀磨耗等,形成很大的噪声污染。在研究车轮不圆对轮轨系统振动影响时,纯粹的刚体模型不能准确的反映轮轨系统的振动情况,即使考虑单个部件的弹性变形,对轮轨系统整体振动特性的研究也难以做到准确,因此需要建立考虑多柔体的车辆-轨道系统模型才能准确分析轮轨系统各部分的弹性振动特性。本文结合刚柔耦合系统动力学理论,通过多体动力学软件SIMPACK构建车辆-轨道系统刚柔耦合动力学模型,对高阶车轮不圆造成的振动做出分析,主要研究内容包括:（1）构建车辆-轨道系统刚柔耦合动力学模型,考虑轨道、轮对（含制动盘）、轴承与轴箱的柔性以及刚性构架与车体。其中,轨道激励采用实测武广轨道谱。（2）分析了不同车速、不同多边形阶次、不同多边形波深对轮轨作用力,轴承受力,钢轨、轨道板、轮对、制动盘、轴箱振动特性的影响,研究了多边形激振频率对轮轨系统各部分结构模态激发情况的影响。（3）研究了钢轨与轨道板、车轴与制动盘之间的振动传递关系。结果表...
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多柔体动力学系统
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 10 页哪个方面。本文研究模型属于铁路领域方面，该模型是刚柔耦合的多体系统，同时还包括复杂的轮轨接触关系，因而研究该系统的动力学相当复杂，同时需要考虑到模型的兼容性，使其能够具备多个通用软件的接口，方便柔性体的构建与分析。使用 SIMPACK能够完成模型构建，因其具备高频瞬态分析能力，故对于后于的研究分析具有很好的匹配性。
缺少主节点的情况。④主节点与有限元网格之间的关系。当主节点与有限元网格的节点重合时，用网格节点作为主节点，当主节点位于网格以外或者网格内但不与网格节点重合当在主节点位置建立质量点（mass）作为主节点，质量点的质量选取无穷小，同量点应当与网格节点通过刚性杆（rigid）连接，刚性杆约束质量点自由度与网自由度完全相同。⑤需要在柔性体局部坐标系的坐标原点建立主节点。导入柔性体时，需要用替代 SIMPACK 中刚体的局部坐标系原点上的 marker 点，与其他铰接或者力元来。因为柔性体导入多体系统后，原来的局部坐标系原点上的 marker 点与柔性是脱离的，通过该点无法与其他体铰接或者施加力元。⑥主节点与约束关系。在施加自由度约束时，应注意不能约束主节点的自由外，对于刚性杆的单元连接的主节点与网格节点，应当明白杆单元两端的自由全相同的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性轮轨下轮轨波磨综合作用的振动特性研究[J]. 宋志坤,侯银庆,胡晓依,张浩然,李强,成棣. 铁道学报. 2018(11)
[2]基于转矩测量轮对的制动摩擦系数测试方法研究[J]. 邵林. 铁道机车车辆. 2018(04)
[3]基于频域分析的滚动轴承故障预测[J]. 于洋,冯邻江. 自动化技术与应用. 2018(06)
[4]轴箱轴承缺陷状态下的高速车辆振动特性分析[J]. 刘国云,曾京,罗仁,高浩. 振动与冲击. 2016(09)
[5]轨交车辆轮对弹性振动对轴箱轴承寿命的影响[J]. 沈钢,杨陈,王辉. 机电一体化. 2015(04)
[6]高速动车组振动传递及频率分布规律[J]. 任尊松,刘志明. 机械工程学报. 2013(16)
[7]地铁车辆车轮多边形的机理分析[J]. 李伟,李言义,张雄飞,温泽峰,吴磊,邓铁松,金学松. 机械工程学报. 2013(18)
[8]高速铁路轴箱轴承载荷分布分析[J]. 颜家森,朱龙泉,赵三星,宋世勇,王凤才. 轴承. 2012(10)
[9]车轮多边形化对车辆运行安全性能的影响[J]. 吴磊,钟硕乔,金学松,李玲. 交通运输工程学报. 2011(03)
[10]Interaction of subway LIM vehicle with ballasted track in polygonal wheel wear development[J]. Ling Li · Xin-Biao Xiao · Xue-Song Jin State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, 610031 Chengdu, China. Acta Mechanica Sinica. 2011(02)
博士论文
[1]高速列车车轮不圆机理及影响研究[D]. 袁雨青.北京交通大学 2016
[2]高速列车—轨道三维刚柔耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2015
[3]基于柔性轮对的动车组轮轴疲劳寿命研究[D]. 徐传来.西南交通大学 2014
[4]高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及方法研究[D]. 曲村.北京交通大学 2013
[5]车辆系统刚柔耦合动力学仿真方法及仿真平台研究[D]. 高浩.西南交通大学 2013
[6]高速车轮失圆对轮轨动力作用的影响及其监测方法研究[D]. 宋颖.北京交通大学 2010
[7]转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D]. 胡茑庆.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]车轮不圆对机车齿轮传动系统动态特性的影响研究[D]. 何春燕.西南交通大学 2018
[2]基于粘滑机理的动车组制动夹钳摩擦颤振研究[D]. 陈超.西南交通大学 2018
[3]车轮多边形对高速列车振动响应和构架疲劳寿命影响研究[D]. 张浩然.北京交通大学 2018
[4]轮对模态对轮轨系统性能的影响研究[D]. 刘潇.北京交通大学 2017
[5]基于钢轨模态振动的车轮多边形机理研究[D]. 李大地.西南交通大学 2017
[6]考虑柔性轨道的高速客车动力学分析及振动控制研究[D]. 陈卓.兰州交通大学 2017
[7]蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究[D]. 孙楚怡.北京交通大学 2017
[8]地铁弹性体轮轨耦合系统振动特性研究[D]. 刘景宇.北京交通大学 2016
[9]车轮失圆激扰下的轮轨动力响应分析[D]. 王宇.西南交通大学 2015
[10]车轮不圆对轴箱转臂疲劳强度的影响[D]. 孙伟.西南交通大学 2015
本文编号：3216116
【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】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
多柔体动力学系统
西南交通大学硕士研究生学位论文 第 10 页哪个方面。本文研究模型属于铁路领域方面，该模型是刚柔耦合的多体系统，同时还包括复杂的轮轨接触关系，因而研究该系统的动力学相当复杂，同时需要考虑到模型的兼容性，使其能够具备多个通用软件的接口，方便柔性体的构建与分析。使用 SIMPACK能够完成模型构建，因其具备高频瞬态分析能力，故对于后于的研究分析具有很好的匹配性。
缺少主节点的情况。④主节点与有限元网格之间的关系。当主节点与有限元网格的节点重合时，用网格节点作为主节点，当主节点位于网格以外或者网格内但不与网格节点重合当在主节点位置建立质量点（mass）作为主节点，质量点的质量选取无穷小，同量点应当与网格节点通过刚性杆（rigid）连接，刚性杆约束质量点自由度与网自由度完全相同。⑤需要在柔性体局部坐标系的坐标原点建立主节点。导入柔性体时，需要用替代 SIMPACK 中刚体的局部坐标系原点上的 marker 点，与其他铰接或者力元来。因为柔性体导入多体系统后，原来的局部坐标系原点上的 marker 点与柔性是脱离的，通过该点无法与其他体铰接或者施加力元。⑥主节点与约束关系。在施加自由度约束时，应注意不能约束主节点的自由外，对于刚性杆的单元连接的主节点与网格节点，应当明白杆单元两端的自由全相同的。
【参考文献】：
期刊论文
[1]柔性轮轨下轮轨波磨综合作用的振动特性研究[J]. 宋志坤,侯银庆,胡晓依,张浩然,李强,成棣. 铁道学报. 2018(11)
[2]基于转矩测量轮对的制动摩擦系数测试方法研究[J]. 邵林. 铁道机车车辆. 2018(04)
[3]基于频域分析的滚动轴承故障预测[J]. 于洋,冯邻江. 自动化技术与应用. 2018(06)
[4]轴箱轴承缺陷状态下的高速车辆振动特性分析[J]. 刘国云,曾京,罗仁,高浩. 振动与冲击. 2016(09)
[5]轨交车辆轮对弹性振动对轴箱轴承寿命的影响[J]. 沈钢,杨陈,王辉. 机电一体化. 2015(04)
[6]高速动车组振动传递及频率分布规律[J]. 任尊松,刘志明. 机械工程学报. 2013(16)
[7]地铁车辆车轮多边形的机理分析[J]. 李伟,李言义,张雄飞,温泽峰,吴磊,邓铁松,金学松. 机械工程学报. 2013(18)
[8]高速铁路轴箱轴承载荷分布分析[J]. 颜家森,朱龙泉,赵三星,宋世勇,王凤才. 轴承. 2012(10)
[9]车轮多边形化对车辆运行安全性能的影响[J]. 吴磊,钟硕乔,金学松,李玲. 交通运输工程学报. 2011(03)
[10]Interaction of subway LIM vehicle with ballasted track in polygonal wheel wear development[J]. Ling Li · Xin-Biao Xiao · Xue-Song Jin State Key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, 610031 Chengdu, China. Acta Mechanica Sinica. 2011(02)
博士论文
[1]高速列车车轮不圆机理及影响研究[D]. 袁雨青.北京交通大学 2016
[2]高速列车—轨道三维刚柔耦合动力学研究[D]. 凌亮.西南交通大学 2015
[3]基于柔性轮对的动车组轮轴疲劳寿命研究[D]. 徐传来.西南交通大学 2014
[4]高速铁路长大桥梁无砟轨道无缝线路设计理论及方法研究[D]. 曲村.北京交通大学 2013
[5]车辆系统刚柔耦合动力学仿真方法及仿真平台研究[D]. 高浩.西南交通大学 2013
[6]高速车轮失圆对轮轨动力作用的影响及其监测方法研究[D]. 宋颖.北京交通大学 2010
[7]转子碰摩非线性行为与故障辨识的研究[D]. 胡茑庆.国防科学技术大学 2001
硕士论文
[1]车轮不圆对机车齿轮传动系统动态特性的影响研究[D]. 何春燕.西南交通大学 2018
[2]基于粘滑机理的动车组制动夹钳摩擦颤振研究[D]. 陈超.西南交通大学 2018
[3]车轮多边形对高速列车振动响应和构架疲劳寿命影响研究[D]. 张浩然.北京交通大学 2018
[4]轮对模态对轮轨系统性能的影响研究[D]. 刘潇.北京交通大学 2017
[5]基于钢轨模态振动的车轮多边形机理研究[D]. 李大地.西南交通大学 2017
[6]考虑柔性轨道的高速客车动力学分析及振动控制研究[D]. 陈卓.兰州交通大学 2017
[7]蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究[D]. 孙楚怡.北京交通大学 2017
[8]地铁弹性体轮轨耦合系统振动特性研究[D]. 刘景宇.北京交通大学 2016
[9]车轮失圆激扰下的轮轨动力响应分析[D]. 王宇.西南交通大学 2015
[10]车轮不圆对轴箱转臂疲劳强度的影响[D]. 孙伟.西南交通大学 2015
本文编号：3216116
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