气动与轨道不平顺作用下高速列车车体振动行为研究

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	气动与轨道不平顺作用下高速列车车体振动行为研究
英文题名	Analysis of the High Speed Railway Carbody Vibration Induced by the Aerodynamic Force and Track Irregularity
	张营营
导师	吴应湘 ; 刘玉标
	2014
学位授予单位	中国科学院研究生院
学位授予地点	北京
学位类别	博士
学位专业	工程力学
摘要	随着列车高速化和轻量化的发展，空气动力与轮轨动态作用增强，导致车体结构弹性振动加剧，制约列车向更快，更轻，更舒适的方向发展。本课题以气动力和轨道不平顺作用下高速列车车体振动行为为研究目标，主要研究内容有以下几个方面： 1. 高速列车整车系统动力学性能分析。建立高速列车整车多刚体动力学模型，计算整车模型的临界速度。分析一系悬挂、二系悬挂参数对车辆运行安全性和平稳性的影响，得到合理的参数取值范围。 2. 轨道不平顺作用下高速列车车体振动响应分析。从频域方面研究轨道不平顺与车辆动力学响应之间的关系，确定引起高速列车车体振动的主要振源及其相对应的不平顺波长。 3. 运行速度对高速列车车体振动响应的影响分析。采用多体动力学和有限元结合方法建立刚柔耦合车辆动力学模型。提出以等效谐波激扰形式模拟轨道板长、1/2轨道板长和车轮圆周长等轮轨动态不平顺的方法，采用实车试验数据标定等效谐波激扰幅值，获得高速列车车体振动响应随运行速度的变化特征。 4. 轨道板翘曲引起的轨道刚度不平顺对高速列车车体振动响应的影响分析。采用多体动力学和有限元结合方法，建立车辆轨道耦合模型，研究轨道板翘曲引起的刚度不平顺对高速列车车体振动响应的影响，获得了翘曲轨道板结构下，离缝状态、运行速度、CA砂浆刚度和阻尼对高速列车车体振动响应的影响。计算结果揭示了实车实测试验中无砟轨道特有的动力学特征形成原因。 5. 气动载荷对车辆系统振动响应的影响分析。基于空气动力学和多体动力学理论，分别建立高速列车空气动力学与高速列车多编组动力学仿真模型。计算高速列车在明线运行、明线横风、明线交会、隧道交会下列车气动力荷载以及车辆动力学响应，得到横风和交会条件下高速列车运行安全性和舒适性随速度的变化规律。论文研究成果，为预测高速列车车体振动响应随运行速度的变化特征提供分析方法，为综合评价高速列车的动力学性能以及为车体结构的设计提供依据。
索取号	31151
语种	中文
文献类型	学位论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/48935
专题	流固耦合系统力学重点实验室
推荐引用方式 GB/T 7714	张营营. 气动与轨道不平顺作用下高速列车车体振动行为研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院,2014.

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