检索结果-内蒙古大学图书馆

跨座式单轨列车特殊的转向架结构使得其曲线行驶时,走行轮胎出现了严重的偏磨损,导致其使用寿命降低,更换轮胎成本巨大。走行轮胎严重的偏磨损还造成其附着性能的大幅降低,导致单轨列车曲线通过性能降低、驱动效率低、制动距离长等问题,严重影响了单轨列车的运行安全和运行节能。因此,研究单轨列车走行轮胎的偏磨损机理以及偏磨损控制方法具有重要意义。以走行轮单胎为研究对象,建立其三维有限元分析模型,并设计试验验证模型的精确性;采用有限元方法分析走行轮胎的静态、稳态和动态特性;基于有限元分析数据辨识走行轮胎的FTire模型参数,并在ADAMS/Tire Testrig中验证参数辨识的精确性。结果表明:FTire模型可以比较精确地预测走行轮胎的动态力学特性,为单轨列车动力学研究提供精确可靠的轮胎模型。以走行轮双胎为研究对象,建立双胎磨损有限元分析模型;采用有限元方法探索走行轮胎匀速直线和曲线行驶时的磨损特性,并研究轮胎载荷,速度和侧偏角对走行轮胎磨损和偏磨损特性的影响;从轮胎/轨道梁走行踏面的接触角度出发,探索走行轮胎磨损和偏磨损特性与其接地特性的关联关系,揭示走行轮胎的偏磨损机理。结果表明:单轨列车曲线行驶时,内侧走行轮胎的磨损和偏磨损现象比外侧走行轮胎略微严重;走行轮胎的磨损量与载荷和速度成正相关。相对于载荷,速度和侧偏角的变化会显著影响走行轮胎的磨损和偏磨损;走行轮胎接地特性与其磨损和偏磨损特性具有较大的相关性。为探索走行轮胎偏磨损的控制方法,对比分析了纯虚拟外倾和纯侧偏条件下走行轮胎的接地压力分布和接地印迹形状;提出采用虚拟外倾方法控制走行轮胎的磨损和偏磨损;根据虚拟外倾条件下走行轮胎的磨损与偏磨损特性,提出构建曲面走行踏面的方法对虚拟外倾方法进行优化,进一步控制走行轮胎的偏磨损。结果表明:虚拟外倾角和侧偏角导致的接地压力不均性和接地印迹不对称现象存在明显的相互补偿的关系;虚拟外倾方法降低了走行轮胎总的磨损量,但外侧走行轮胎的偏磨损程度加深;相对于虚拟外倾方法,曲面走行踏面方法不仅进一步降低了走行轮胎总的磨损量,还有效控制了内、外侧走行轮胎的偏磨损。

关键词：跨座式单轨列车走行轮胎 FTire模型偏磨损机理偏磨损控制

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跨座式单轨列车牵引计算仿真系统开发

跨座式单轨列车牵引计算仿真系统开发

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作者：杨林重庆交通大学

学位级别：硕士

列车牵引计算的目的是在保证列车行车安全的前提下,多拉快跑,节省能耗。具体的说,对牵引计算的研究,可以解决城际铁路和城市轨道交通在运营和设计中的一些主要技术问题和经济问题[1]。跨座式单轨交通是城市轨道交通中的一种典型制式,日... 详细信息

列车牵引计算的目的是在保证列车行车安全的前提下,多拉快跑,节省能耗。具体的说,对牵引计算的研究,可以解决城际铁路和城市轨道交通在运营和设计中的一些主要技术问题和经济问题[1]。跨座式单轨交通是城市轨道交通中的一种典型制式,日本等发达国家有很多线路采用该种制式。我国重庆市轨道交通二、三号线也采用了跨座式单轨交通,可是国内仍然没有一套针对跨座式单轨列车牵引计算的仿真系统,对于单轨交通列车的牵引计算研究也基本上处于空白状态。为了研究跨座式单轨列车的牵引计算仿真和优化控制方案,本论文围绕单轨列车的牵引计算问题进行了深入研究,并设计开发了单轨列车牵引计算仿真系统,取得了创新性成果。 1.建立了单轨列车的力学模型,对影响单轨列车牵引计算的力进行了分析,并给出了这些力的计算方法。 2.在单轨列车力学模型的基础上,建立了单轨列车的单质点模型和多质点模型,并进行了比较。采用单质点模型作为本系统的建模基础。 3.对单轨列车的牵引策略进行了分析比较,并通过引入遗传算法对单轨列车的控制方法进行了优化。经过优化后,大部分车站区段都实现了节时、节能的目标。 4.在单轨列车牵引计算单质点模型的基础上,采用可视化软件开发工具Visual Basic 2005和Matlab混合编制开发了牵引计算仿真系统。利用跨座式单轨列车牵引计算系统实现了对单轨列车运行参数的计算仿真。 5.利用本系统对重庆市较新线单轨列车的运行进行了仿真计算应用,并对计算结果进行了分析。成功的建立了跨座式单轨列车牵引计算仿真系统,并实现了单轨列车运行仿真及运行参数的计算。

关键词：跨座式单轨列车牵引计算仿真系统

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跨座式单轨列车与桥梁耦合振动特性及行车状态评估

跨座式单轨列车与桥梁耦合振动特性及行车状态评估

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作者：张灵恺广州大学

学位级别：硕士

在众多的轨道交通制式中,跨座式单轨交通系统以其独特的适应性和经济性而被广泛关注。随着城市发展速度的不断加快,越来越多的城市轨道交通线网规划方案已经开始采用这种形式,并取得了显着成效。目前跨座式单轨的车桥耦合研究以中运量... 详细信息

在众多的轨道交通制式中,跨座式单轨交通系统以其独特的适应性和经济性而被广泛关注。随着城市发展速度的不断加快,越来越多的城市轨道交通线网规划方案已经开始采用这种形式,并取得了显着成效。目前跨座式单轨的车桥耦合研究以中运量中等行驶速度为需求导向,轨道梁线形偏差等对列车行驶舒适性影响因素没有得到考虑。本文以某单轨工程区间轨道梁为依托,基于车桥子系统迭代思路推导并建立了跨座式单轨车桥的耦合振动动力方程,开发了MATLAB与ANSYS相互交互的车桥耦合分析程序,并进行了验证;在验证合理的基础上研究轨道梁线形等因素对单轨列车及轨道梁振动的影响,并确定保证舒适驾驶的线形标准;探讨了地震对跨座式单轨车桥系统的振动特性的影响。主要研究工作和成果包含如下:(1)跨座式单轨车桥耦合振动数值分析方法研究。首先基于车桥子系统迭代的思想,分别建立单轨列车整车动力系统模型和桥梁有限元系统模型;再从充气轮胎力学振动特性出发,结合跨座式单轨列车的特点和构件之间的独立性,模拟列车与轨道梁的接触轮对及其接触状态,应用D'Alembert原理推导了列车各组轮对的作用力,并建立起单轨车桥耦合动力方程;最后利用MATLAB与ANSYS语言编制了列车-轨道梁系统动力相互作用分析的数值计算程序。(2)跨座式单轨车桥耦合振动数值分析程序的验证。通过仿真数据结果和文献、试验检测数据资料的对比验证表明,数值计算结果与实测结果吻合较好,验证了本文建立的单轨车桥耦合理论的合理性与数值分析程序的有效性。进一步分析了单、双轴车两种不同车型对车桥系统的影响,研究表明不同车型具有不同的车体质量和轮胎动力特性,所以对整个列车-轨道梁系统的振动响应有不同程度的影响,其中由于单轴车的车体质量更小、轮胎动力特性更好,使得车体和轨道梁的振动效应更小。(3)基于行车舒适性的轨道梁线形偏差控制标准研究。研究高速情况下不同轨道梁线形偏差参数对振动系统的影响,结果表明:(1)轨道平整度等级、梁体下挠程度、桥墩高程偏差和支座处偏差等轨道线形控制参数对车桥系统的加速度安全限值、车辆的运行品质及乘坐舒适性均有较为显著影响,为满足不低于二级舒适性等级要求需要控制轨道平整度等级不超过B级,挠跨比不超过1/2000,桥墩高程及支座处偏差不高于5mm。(2)各种线形参数在高速行驶状况下对车桥系统振动特性和车辆行驶舒适性的影响更为显著,需要制定更加严格的线形控制标准才能保证行驶的舒适性和平稳性。(4)跨座式单轨列车-轨道梁桥系统在地震作用下的动力响应分析。研究并揭示了有无地震,不同类型、强度等级以及高速行驶状态对于车桥系统的影响规律,结果表明:地震作用使得车桥的横向响应均有明显加剧,因为跨座式单轨与轨道梁独特的轮轨接触关系使得列车行驶安全性在不同强度等级地震下均能得到保障,连续刚构轨道梁相比简支轨道梁具有更好的行车舒适性和安全性。

关键词：轨道梁桥跨座式单轨列车车-桥耦合线形偏差行车状态

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跨座式单轨列车热舒适性仿真分析

跨座式单轨列车热舒适性仿真分析

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作者：尉迟志鹏重庆交通大学

学位级别：硕士

跨座式单轨列车车厢内部气流流动和传热的合理组织是车辆设计的重要内容,而车内热舒适性的评价又是跨座式单轨列车设计所追求的重要参考指标,也是提高我国单轨车辆研发水平的重要途径。由于车厢内气流速度和温度分布状况是车内环境舒适... 详细信息

跨座式单轨列车车厢内部气流流动和传热的合理组织是车辆设计的重要内容,而车内热舒适性的评价又是跨座式单轨列车设计所追求的重要参考指标,也是提高我国单轨车辆研发水平的重要途径。由于车厢内气流速度和温度分布状况是车内环境舒适度评价的基础,因此设计过程应全面考虑车厢进、出风口的大小、位置、进风质量、进风速度和进风温度对车内流场的影响。本论文以流体流动和传热动力学方程为基础,首先对用于评价空调客车室内热舒适性的评价体系和方法进行了较全面的分析研究,并引入了目前国际上广泛用于判断空调室内环境热舒适性的PMV—PPD评价方法以及相对湿度RH和平均空气龄MAA评价指标。其次,全面分析了影响室内空气流动的结构特征,在此基础上建立了用于热舒适性仿真分析的单轨列车车厢内部简化CAD模型,确定了用于热舒适性计算的边界条件,并对车体传热系数及车体热负荷进行了计算;对跨座式单轨列车内部的热舒适性进行了仿真分析研究,主要包括对空调列车内部空气流动和传热状况进行了仿真方法的研究与分析,从而得到车厢室内空气的压力、速度和温度的分布情况;最后,结合人机工程学对人体热舒适性的要求,利用判断环境舒适性的预期平均通感、不适人员比例、相对湿度、平均空气龄等评价方法,对车室内的空气品质,气流组织与热舒适性进行分析评价。计算结果精确模拟了车厢内速度场和温度场的分布情况,并对列车车厢内的热舒适性做了科学客观的评价,进而对改善列车车厢内热舒适性提供了重要的参考依据。

关键词：跨座式单轨列车流场数值模拟热舒适性评价

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跨座式单轨列车齿轮箱温度场分析

跨座式单轨列车齿轮箱温度场分析

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作者：薛浩北方工业大学

学位级别：硕士

跨坐式单轨列车运行过程中,齿轮箱内部各种摩擦产生的功率损失最终都会以热量的形式作用在齿轮箱上,使得齿轮箱温度不断上升。如果齿轮箱稳态温度过高,则会改变润滑油的物性参数,进而影响润滑油对各零部件的润滑、冷却效果,严重的则会... 详细信息

跨坐式单轨列车运行过程中,齿轮箱内部各种摩擦产生的功率损失最终都会以热量的形式作用在齿轮箱上,使得齿轮箱温度不断上升。如果齿轮箱稳态温度过高,则会改变润滑油的物性参数,进而影响润滑油对各零部件的润滑、冷却效果,严重的则会造成轴承点蚀、烧伤,甚至轴承抱死等情况,严重影响列车的传动效果和行车安全。所以,研究跨座式单轨列车齿轮箱稳态温度场对齿轮箱的可靠运行和齿轮箱内部润滑油流道结构改进具有十分重要的意义。本文以某跨座式单轨列车齿轮箱为研究对象,基于传热学和流体力学的理论知识,利用Fluent软件建立齿轮箱稳态温度场仿真模型,并完成齿轮箱温度场的仿真计算,对齿轮箱各主要零部件的温度分布进行分析。本文分别对齿轮箱运行时的外部风向、注油位和大螺旋锥齿轮正、反转对齿轮箱稳态温度场的影响进行了对比分析。本文研究的主要内容包括:1、结合传热学和流体力学的理论知识,分析了齿轮箱的热源的发热机理;选择合理的功率损失计算模型计算不同工况下齿轮箱的功率损失;分析了稳态时齿轮箱的热量传递路径和热量传递方式;计算了齿轮箱各零部件表面的对流换热系数。2、利用Solid Works软件对齿轮箱进行三维建模,并利用Space Claim软件对模型进一步简化,去除掉不必要的圆角和倒角等结构特征,以保证接下来能划分出高质量的网格;提取齿轮箱内流域,并在齿轮箱外部设置风场以还原齿轮箱的真实运行情况;利用Fluent meshing对简化完的几何模型进行网格划分,然后在Fluent软件中进行温度场仿真模型的建立。3、对各种工况下的齿轮箱温度场进行仿真分析计算,提取稳态下齿轮箱各主要零部件的最高温度及温度云图;分析了齿轮箱温度的分布情况;对比分析了齿轮箱外部风向、注油位及大螺旋锥齿轮正、反转对于齿轮箱稳态温度场的影响。当其他因素不变时,齿轮箱外部风向对温度场的影响相对较小;注油位的升高会使得齿轮箱稳态平衡温度升高,箱体的最高温度随注油位的升高而升高,而除箱体外其他零部件的最高温度随注油位的升高呈现为先降低后升高,即三种不同注油量工况下,齿轮箱注油量在中间油位时,润滑油对各零部件的冷却及润滑效果最好;大螺旋锥齿轮正转时会将更多的润滑油带到一级齿轮啮合区及输入轴轴承处,对齿轮箱有更好的润滑及冷却效果。

关键词：跨座式单轨列车齿轮箱功率损失温度场仿真分析

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跨座式单轨列车车轮疲劳寿命分析

跨座式单轨列车车轮疲劳寿命分析

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作者：陈章维广西科技大学

学位级别：硕士

跨座式单轨列车车轮是单轨列车中较为重要的部件,在行驶过程中,单轨列车与轨道之间所有的力均是通过车轮传递的,因此车轮对单轨列车行驶的安全性、舒适性和稳定性都有着很大的影响。由于单轨列车车轮工作环境十分复杂,且长期受到各种载... 详细信息

跨座式单轨列车车轮是单轨列车中较为重要的部件,在行驶过程中,单轨列车与轨道之间所有的力均是通过车轮传递的,因此车轮对单轨列车行驶的安全性、舒适性和稳定性都有着很大的影响。由于单轨列车车轮工作环境十分复杂,且长期受到各种载荷的作用,所以车轮的疲劳耐久性容易失效。而车轮的疲劳破坏是单轨列车车轮的最主要失效形式,因此对单轨列车车轮进行疲劳寿命分析具有十分重要的意义。跨座式单轨列车车轮主要由走行轮、导向轮和稳定轮组成,导向轮和稳定轮主要起导向和稳定作用,走行轮承受着较大的扰动应力,在车轮行驶过程中,疲劳破坏基本发生在走行轮。本文以某企业生产的跨座式单轨列车走行轮和导向轮为研究对象,根据GB/T 5909-2009《商用车辆车轮性能要求和试验方法》和GB/T5334-2005《乘用车车轮性能要求和试验方法》的要求,建立走行轮和导向轮的弯曲疲劳试验和径向疲劳试验的有限元模型。其中在弯曲疲劳静力学分析中,考虑了螺栓预紧力对静力学结果的影响;在径向疲劳静力学分析中,考虑了轮胎充气压力对静力学结果的影响。然后分别结合走行轮和导向轮的弯曲、径向静力学分析结果,选择名义应力法对走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳寿命分析。得到走行轮最小弯曲疲劳寿命值91.8万次,满足国家标准规定的30万次,且走行轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域发生在轮辋体的螺栓孔附近。走行轮最小径向疲劳寿命值73.3万次,满足国家标准规定的50万次,且走行轮的径向疲劳寿命最小寿命发生在轮辋体的胎圈座处。强化系数为1.6时,导向轮的疲劳寿命值18.8万次,满足国家标准规定的3万次;强化系数为1.33时,导向轮的疲劳寿命值80.9万次,满足国家标准规定的15万次,且导向轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域发生在轮辋体的螺栓孔附近。导向轮最小径向疲劳寿命值75.4万次,满足国家标准规定的50万次。且导向轮径向疲劳寿命最小寿命发生在轮辋体的胎圈座附近。最后对跨座式单轨列车走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳试验,通过试验,有效的验证了有限元分析方法的可行性。试验结果表明:走行轮和导向轮的弯曲疲劳寿命危险寿命区域均发生在轮辋体的螺栓孔附近,与仿真结果相一致;走行轮和导向轮的径向疲劳寿命最小寿命均发生在轮辋体的胎圈座处,与仿真结果相一致。运用有限元分析方法对走行轮和导向轮进行弯曲、径向疲劳寿命分析,可以为企业提供设计依据,从而使企业减少车轮的研发周期,提高车轮的生产效率。

关键词：跨座式单轨列车有限元分析疲劳试验

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跨座式单轨列车交会压力波数值模拟与气动性能研究

跨座式单轨列车交会压力波数值模拟与气动性能研究

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作者：蒋艾伶重庆交通大学

学位级别：硕士

跨座式单轨列车具有运输能力强、综合效益好的特点,已逐渐成为城市公共交通的主要载运工具。跨座式单轨列车通常运作在离地较高的位置,空气动力特性对其运行状态有着较大影响。特别是当两车交会时,气流在冲击压力的挤压下对车体产生瞬... 详细信息

跨座式单轨列车具有运输能力强、综合效益好的特点,已逐渐成为城市公共交通的主要载运工具。跨座式单轨列车通常运作在离地较高的位置,空气动力特性对其运行状态有着较大影响。特别是当两车交会时,气流在冲击压力的挤压下对车体产生瞬态冲击,从而造成车体横向、垂向震动,进而对跨座式单轨列车运行的稳定性、安全性构成威胁,同时也降低了车厢内乘客的乘坐舒适性。本文以重庆轨道2号线跨座式单轨列车为研究对象,对无风环境下等速交会、不等速交会、静止交会三种工况,5°、10°、30°、90°侧风环境下等速交会四种工况,采用计算流体力学软件ANSYS对列车交会外流场和气动特性进行数值模拟计算。具体研究内容包括:(1)建立跨座式单轨列车交会有限元模型。在CATIA中建立跨座式单轨列车刚体模型,导入ICEM CFD软件中,采用分区计算法对跨座式单轨列车刚体模型及其外流场进行动网格划分,得到跨座式单轨列车交会有限元模型。(2)跨座式单轨列车交会过程的压力波分析。对上述七种工况,采用数值模拟方法对列车的流场压力波进行分析。结果表明,在跨座式单轨列车交会过程中,交会流场压力波特性和流场中固定测点随两列车纵向相对位置而改变。(1).无风环境下等速交会,两列车周围压力波呈反对称性;无风环境下不等速交会,低速车压力波幅值低于高速车压力波幅值,高速车对低速车影响更大,使得交会过程中的低速车安全性降低;无风环境下静止交会是不等速交会工况的特例,分析结果相似。(2).5°、10°、30°、90°侧风环境下等速交会压力云图表明,迎风侧压力波幅值高于背风侧压力波幅值,其压力波变化趋势与无风等速交会压力波动相似。(3)跨座式单轨列车交会过程的气动性能研究。对上述七种工况,采用数值模拟方法对跨座式单轨列车交会时车体受到的气动作用力进行研究。结果表明:跨座式单轨列车在交会时,气动作用力随两车纵向相对位置而变化。整个交会过程中,侧向力不仅大小发生变化,方向也会时时改变,最终导致两车车体由相互排斥的状态逐步转变为相互吸引的状态。这种变化将使得跨座式单轨列车车身发生横摆,严重制约了两车的行驶平稳性和安全性,从而影响行车安全。车头交会时,气动升力将达到最大值,此时侧向力达到最小值;车头交会至一半时,气动阻力将达到最小;两车进入到并行位置时,气动升力将降至最小值,此时侧向力达到最大值;车尾交会至一半时,气动阻力重新达到最大值。

关键词：空气动力学跨座式单轨列车数值模拟交会压力波气动作用力

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跨座式单轨列车气动噪声特性研究

跨座式单轨列车气动噪声特性研究

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作者：喻杨重庆交通大学

学位级别：硕士

跨座式单轨交通制式具有适应性强、爬坡能力强、运行噪声较低、转弯半径小、建造周期短和造价成本低等特点,越来越受到各中小城市的青睐。研究表明,跨座式单轨交通给环境带来的影响主要有噪声污染和粉尘污染等。本文从气动声学理论出发... 详细信息

跨座式单轨交通制式具有适应性强、爬坡能力强、运行噪声较低、转弯半径小、建造周期短和造价成本低等特点,越来越受到各中小城市的青睐。研究表明,跨座式单轨交通给环境带来的影响主要有噪声污染和粉尘污染等。本文从气动声学理论出发,结合计算流体力学软件STAR-CCM+与声学仿真软件LMS ***协同仿真的方法对重庆轨道交通三号线跨座式单轨列车的气动噪声特性进行数值模拟分析。主要研究内容及成果如下:1.跨座式单轨列车气动噪声理论研究。基于气动声学理论,分析跨座式单轨列车气动噪声的产生机理,揭示单轨列车气动噪声声源类型为偶极子源,偶极子声源是由列车表面压力的脉动所产生。2.跨座式单轨列车外流场数值仿真分析。建立跨座式单轨列车三维模型,应用k-Epsilon湍流模型进行外流场稳态分析,将稳态分析结果作为瞬态分析的初始条件,采用大涡模拟开展列车瞬态外流场分析。稳态分析结果显示,在顶部空调、贯通道外部、转向架室及电气室附近的区域流场复杂,产生了明显的涡流及回流等现象,流动复杂的空气使得列车表面上的压力随时间而不断变化形成脉动压力。瞬态分析获取了列车表面的时域压力脉动信息。3.跨座式单轨列车气动噪声源分布分析。将瞬态分析获取的表面压力脉动时域数据进行预处理,经傅里叶变换得到频域车体、转向架及列车表面的声源分布。研究结果表明,声源在列车车体顶部空调、贯通道外部、车底转向架及转向架室、电气室和稳定轮轮罩等处的声压强度相对较大。4.跨座式单轨列车气动噪声辐射仿真分析。采用声学间接边界元法,以分布在列车表面的声源为边界条件,分别计算跨座式单轨列车车体、转向架及列车的远场噪声辐射,并进行频谱分析。计算结果表明,A计权声压级下,0～1000Hz内跨座式单轨列车及其车体的气动噪声均是宽频噪声;非动力转向架气动噪声在830Hz和990Hz处产生峰值,而动力转向架在715Hz和760Hz处产生峰值。5.对影响跨座式单轨列车气动噪声若干因素的分析。对国内存在的两种跨座式单轨列车及不同间距转向架的表面噪声源进行研究,对比分析造型特征差异对噪声源的影响及转向架间距对气动噪声源的影响。分析结果表明,头车风窗、车顶空调、贯通道形式及稳定轮轮罩等对流场和气动噪声的分布具有较大的影响,并提出相应降噪措施;非动力转向架及动力转向架的间距对流场具有一定影响,但对表面声源的分布影响较小。

关键词：跨座式单轨列车气动噪声车体转向架脉动压力声辐射

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自主知识产权跨座式单轨列车牵引电传动系统设计

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机车电传动 2013年第3期 34-39页

作者：李伟陈文光陈超录刘可安株洲南车时代电气股份有限公司技术中心湖南株洲412001

简述自主知识产权跨座式单轨列车牵引电传动系统的基本参数和性能要求,阐述了列车牵引电传动系统的牵引/电制动特性、性能计算和线路运行仿真、主电路结构、列车牵引控制系统的设计思路和技术特点。该列车牵引系统已通过线路型式试验和... 详细信息

简述自主知识产权跨座式单轨列车牵引电传动系统的基本参数和性能要求,阐述了列车牵引电传动系统的牵引/电制动特性、性能计算和线路运行仿真、主电路结构、列车牵引控制系统的设计思路和技术特点。该列车牵引系统已通过线路型式试验和试运行考核,目前正在重庆轨道交通3号线上载客运行,运行情况良好。

关键词：跨座式单轨列车牵引电传动系统性能计算线路运行仿真自主知识产权

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