【摘 要】
:
内燃动车作为轨道交通的重要组成部分,具备前期建设投入少、运营维护成本低的特点,在世界上许多地区被广泛使用,在我国短途中转、支线运输及非电气化铁路路段也有一定运用潜力。内燃动力总成是内燃动车的核心动力源,一般悬挂在车体下方。为减小内燃动力机组激励对车体振动的影响,目前通常以动力总成双层隔振系统为研究对象,以传递至车体的动反力为优化目标进行隔振参数的优化设计。采用此种优化方法,可以降低仿真周期,所得结
论文部分内容阅读
内燃动车作为轨道交通的重要组成部分,具备前期建设投入少、运营维护成本低的特点,在世界上许多地区被广泛使用,在我国短途中转、支线运输及非电气化铁路路段也有一定运用潜力。内燃动力总成是内燃动车的核心动力源,一般悬挂在车体下方。为减小内燃动力机组激励对车体振动的影响,目前通常以动力总成双层隔振系统为研究对象,以传递至车体的动反力为优化目标进行隔振参数的优化设计。采用此种优化方法,可以降低仿真周期,所得结果在一定程度上可满足工程应用需求。但随着车体轻量化和动力机组大功率的发展,仍然采用忽略车体自身结构振动的动力总成动力学模型进行隔振系统优化设计已无法满足日益严苛的振动控制标准。因此,有必要在传统动力总成多刚体动力学模型的基础上,建立考虑机组、构架、车体柔性的内燃动力总成-车体刚柔耦合模型,并增加列车运行平稳性以及乘坐舒适性评价指标,进行内燃动力总成与车体耦合振动特性分析及减振研究。本文以某出口米轨内燃动车为研究对象,建立了考虑机组、中间构架以及车体结构振动的刚柔耦合系统动力学模型,利用模态试验结果对所建立的模型进行了模型准确性的验证;对比分析了考虑机组柔性以及不考虑机组柔性的两种整车系统动力学模型的固有特性和振动响应特性;讨论了一级、二级隔振器参数以及机组结构刚度对整车系统振动特性的影响;引入V型低刚度隔振器、磁悬浮准零刚度隔振系统、阻尼可调低刚度隔振系统三种新型隔振技术,进行了减振研究。研究结果表明:在103.5Hz模态频率点时机组结构振动与构架结构振动存在耦合振动,部分构架结构振动与车体结构振动存在一定程度的耦合,这种结构振动与整机振动、各部件结构振动与结构振动之间的耦合振动可能会在一定程度上加剧系统的振动。机组柔性对系统振动性能具有一定影响,机组垂向速度相对误差最大可达23.94%,机组振动烈度误差最大可达14.00%,车体部分测点的加速度相对误差最大可达6.9%,在机组进行轻量化设计并提高功率后,会加剧内燃动力总成与车体振动的耦合,机组结构振动及其传递对整车系统振动性能的影响程度会更大,因此为了更精确地计算系统振动特性、进一步优化系统隔振性能,在建立整车刚柔耦合动力学模型时有必要考虑机组的结构振动。减小一级、二级隔振器刚度均可使系统在中高频段处动力总成的振动速度、动反力以及车体加速度响应幅值减小,提高列车舒适性和平稳性,其中起到主要作用的是垂向刚度;但减小隔振器刚度会加剧系统在低频段的振动。增大机组结构刚度可以有效减小高频段系统振动。三种新型隔振技术均能有效减小整车系统各运行工况下的振动,提高列车运行平稳性以及乘坐舒适性。其中阻尼可调低刚度隔振系统的隔振性能为最优,车体运行平稳性指标最高减小了0.9(900r/min工况),减小比例最高可达66.9%(1100r/min工况),舒适度指标最高减小了8.7%(900r/min工况)。本文利用考虑机组、构架、车体柔性的内燃动力总成-车体刚柔耦合模型,进行内燃动力总成与车体耦合振动特性分析及减振研究。内燃动车动力总成隔振系统设计研究具有一定的工程应用价值,同时对其他具有悬挂系统类型的列车的振动分析及振动控制有一定参考意义。
其他文献
随着我国高速化、重载化铁路的发展以及高寒高海拔地区电气化铁路的投入运营,牵引供电系统对接触网载流量和运行状态的要求越来越高。接触网导线温度作为反映接触网载流能力和运行状态的重要特征量,日益受到研究人员的关注。但现有的架空导线温升模型多以电力系统中的ACSR导线为主,而架空接触网作为电气化铁路中特殊的供电线路,其在导线材料、结构、截面形状以及负荷等方面与ACSR导线均存在较大差异,不能照搬圆形导线的
冰–岩碎屑流(rock-ice avalanche)是一种发育于高寒山区且掺混了冰屑的特殊高速远程滑坡,具有超强的运动性与致灾能力,其超强运动性与冰屑的特殊物理力学性质有关。本文针对冰屑对冰–岩材料运动性的影响机制,研发了斜槽实验装置与冰屑制备方法,利用图像处理技术开发了运动数据采集与读取系统,结合Mat DEM离散元分析软件,系统研究了含冰量、冰摩擦与冰融水等冰屑因素对冰–岩混合材料运动特性的影
随着我国轨道交通事业的持续发展,货物列车急需提高运输效率以满足人民日益增长的货运需求。列车小半径曲线通过性能是影响货物列车运输效率、保障列车安全提速的关键问题。钢轨打磨是一种常见的线路养护技术,利用钢轨打磨对钢轨廓形进行修复可去除钢轨表面病害,使钢轨几何廓形获得良好的轮轨接触特性和列车动力学性能,是提升列车曲线通过性能的有效措施,得到不少研究者的关注。钢轨打磨目标廓形是整个打磨工作的必要前提,直接
集装箱箱号智能识别技术对提高铁路集装箱运输效率和信息化水平有重要作用。铁路集装箱箱号存在排列多样、表面纹理复杂、污损腐蚀严重的问题,加之室外动态变化的光照条件和天气等铁路货场的环境影响,导致集装箱箱号识别难度较高。现有的算法无法同时满足精确性、实时性的要求,因此如何设计一种高效准确的算法成为亟待解决的问题。为了解决以上问题,本文根据铁路集装箱货场的实际情况,利用深度学习技术,提出一种高效准确的集装
自1808年硼元素被发现以来,关于硼的研究与应用一直是科学家关注的重点。作为硼的一种常见同素异形体,无定形硼(am-B)用作多功能材料已经有200多年的历史,在此期间,多种am-B的可能结构被陆续提出。然而,由于其非晶态特征,到目前为止,am-B的确切分子结构尚未被确定。在本论文中,我们利用包括基于原子力显微镜的单分子力谱(AFM-SMFS)、AFM成像、球差矫正透射电子显微镜(AC-TEM)、凝
铁路运输由于其开放的运行环境,极易受水、油、树叶等第三介质的影响而产生低黏着问题,为保障列车在低黏着工况下的运行安全,铁路上广泛采用撒砂来提高黏着水平。由于撒砂过程中存在颗粒损失,导致撒砂量与进入轮轨界面颗粒量存在较大差异。因此通过深入研究撒砂动态过程,阐明不同因素对颗粒利用率的影响规律,对进一步撒砂应用优化和调控具有重要指导意义。本文根据列车运动中轮轨的相对运动关系,设计研发了列车撒砂过程模拟检
碳纳米管增强铜基复合材料的应用极为广泛,其制备与性能探究是众多国内外科研工作者为之关注的一个热门研究领域。但是在制备过程中还存在许多问题,如碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)在铜基体中不易分散均匀,CNTs与铜的界面结合力弱等问题。另外,碳纳米管增强铜基复合材料在线材制备方面的研究报道相对较少。为此,进行了碳纳米管增强铜基复合块材与线材的制备与性能研究。主要研究结果如下:本文为
离散车间生产过程管控系统从设备执行、产线调度、车间计划等多个维度对生产车间关键资源要素进行实时监测和状态分析,并将分析结果可视化,用以辅助生产管理者决策。生产过程数据是系统的核心业务对象,故从技术上打通生产过程数据的模型构建、采集传输、存储管理等环节是实现生产过程智能监控的关键,而系统实施过程存在着车间统一数据模型缺乏、多通信接口难以统一集成、传统存储管理工具难以有效应对海量异构数据的问题。本文将
MXene作为新生的层状二维材料,在摩擦润滑应用中具有很大前景。湿度对于固体润滑剂来讲具有很大的影响,而其对MXene的作用尚不明确。因此,探究不同湿度下MXene的表面性能并根据宏观微观结合探索出加大MXene减摩效果的思路,不仅能够探明不同湿度下MXene摩擦磨损机理,而且可以增加MXene成为减摩润滑涂层的技术储备。本文从微观下MXene表面性能研究出发,最终过渡到宏观摩擦磨损研究。本文的主
发动机由于其工作特性在曲轴上作用着气体爆发压力、往复惯性力所引起的大小、方向周期性变化的切向和法向作用力,导致曲轴在运转时产生扭转振动和弯曲振动,过大的扭振会导致曲轴断裂。混合动力汽车引入了电机作为新的动力源,使得混动汽车有了更多的驾驶模式,根据不同的驾驶条件切换驾驶模式,从而达到发动机的最佳燃油消耗。为探究瞬态工况下电机的激励对发动机轴系扭振的影响,本文以企业某款四缸发动机为基础,进行了混动技术