采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学分析
地铁车辆运动的轨道动力学行为分析
地铁车辆运动的轨道动力学行为分析地铁车辆作为空间中的一个物体,其运动受到轨道的限制和驱动力的影响,其动力学行为呈现出一定的规律和特点。
本文将对地铁车辆运动的轨道动力学行为进行分析。
首先,地铁车辆在轨道上的运动受到轨道限制。
地铁轨道是一条固定的轨道,车辆必须按照轨道的布置进行行驶。
在直线轨道上,地铁车辆沿轨道方向匀速行驶,而在曲线轨道上,地铁车辆需要受到向心力的作用,确保车辆能够顺利通过曲线。
此外,地铁轨道还具有特定的坡度和弯曲半径,对地铁车辆的运动也会产生影响。
因此,地铁车辆的运动具有一定的规律性和受限性。
其次,地铁车辆的运动还受到驱动力的影响。
地铁车辆通常采用电力驱动,通过电动机驱动车轮进行行驶。
电动机会向车轮施加一定的驱动力,推动地铁车辆沿轨道行驶。
驱动力的大小取决于电动机的功率以及轮轴的传动方式,通常通过调节电动机的输出功率来控制地铁车辆的速度。
由于驱动力的存在,地铁车辆可以在限制的轨道上进行灵活的加速和减速,确保乘客的舒适性和安全性。
此外,地铁车辆的运动还受到空气阻力和轨道摩擦力的影响。
当地铁车辆以一定速度行驶时,空气会对车辆产生阻力,阻碍车辆的前进。
同样,车轮与轨道之间的接触会产生摩擦力,这种摩擦力也会对车辆的运动产生影响。
为了减小这些阻力和摩擦力,地铁车辆通常采用减阻型设计和先进的轮轴技术,以提高车辆的运行效率。
除了受到上述因素的影响,地铁车辆的运动还受到乘客的分布和重心位置的影响。
由于地铁车辆是一个封闭的空间,乘客在车厢内的分布会对车辆的运动产生一定的影响。
当乘客集中在某一侧时,车辆的重心会发生变化,进而影响车辆的平衡和稳定性。
因此,地铁车辆需要在设计上充分考虑乘客的分布和重心位置,以确保车辆的运动安全和乘坐舒适。
总之,地铁车辆运动的轨道动力学行为具有一定的规律性和受限性。
地铁车辆受到轨道的限制,通过驱动力在轨道上行驶,同时受到空气阻力和轨道摩擦力的影响。
在车辆设计中,还需要考虑乘客的分布和重心位置,以保证运动的安全性和舒适性。
第五章 轮胎式轨道车辆动力学
第五章轮胎式轨道车辆动力学第一节轮胎式轨道车辆一、概 述随着城市对各种轨道交通形式的需求,依靠轮胎走行方式的轨道车辆已成功地运用在一些国家的单轨交通和胶轮地铁中,并扩展到自动化导向交通系统(AGT)中。
近年来,我国的重庆市也采用了这种典型的轮胎走形、导向的轨道交通方式。
单轨交通分为两种形式:跨坐式和悬挂式。
跨坐式单轨交通车辆以高强度混凝土或者钢制箱形梁作为轨道(轨道梁),车体安装在轮胎走行部之上,整个车辆跨坐在轨道梁上方运行,见图1。
而悬挂式单轨车辆使用下部开口的钢制轨道梁,车体悬挂在安装有橡胶轮胎的走行部下方,整个车辆吊挂在轨道下方运行。
在强风情况下,跨坐式单轨车辆比悬挂式单轨车辆更加稳定与支全,因此跨坐式单轨车辆已经发展成一种具有中等运量的城市轨道交通系统,特别在日本得到了较多的应用,本章将以跨坐式单轨方式为基础来阐述轮胎式导向轨道车辆动力学理论。
图1 跨坐式单轨车辆传统的钢轮钢轨车辆主要靠带轮缘的锥型踏面走行与导向,而轮胎式轨道交通车辆的曲线通过是依靠走行部导向轮胎的引导实现。
轮胎式轨道交通车辆都设有走行轮和导向轮,走行轮承担车体重量,担负牵引、制动等走行功能,导向车轮负责引导车辆沿着轨道行驶。
按照导向轮的安装位置,采用橡胶轮胎走行的AGT系统车辆可分为外侧导向式和内侧导向式两大类。
外侧导向式车辆的导向轮胎安装在走行部的外侧,与U形轨道相配合,如图2所示。
内侧导向式车辆的导向轮胎安装在走行部的内侧,与倒T形轨道相配合,如图3所示。
图2 外侧导向式AGT系统车辆图3 内侧导向式AGT系统车辆图5—4 AGT系统车辆的走行部橡胶充气轮胎走行部具有以下特点:①黏着系数大,橡胶与钢或混凝土的摩擦系数显著高于钢与钢之间的摩擦系数,故橡胶轮胎车辆的加速和减速性能明显优于钢轮—钢轨系统的车辆,这在市内站距较短时对于提高平均运行速度非常有利,同时也有利于运行安全性。
高的黏着系数还使橡胶轮胎车辆能适应在大坡度的线路上运用,线路坡度最大可达10%,便于丘陵、山地城市的选线,以及具有地下线路与地面高架线路连接需要的地方。
轮毂电机引起的垂向动力学及其解决方案研究
轮毂电机引起的垂向动力学及其解决方案探究随着科学技术的进步,轮毂电机作为一种新型电动汽车驱动方式,得到了越来越广泛的应用。
然而,轮毂电机在行驶中产生的垂向动力学问题却成为了制约电动汽车进步的重要瓶颈之一。
本文旨在探究轮毂电机所引起的垂向动力学,包括车辆的纵向动态响应、横向所受的侧向力以及垂向震动等问题,并提出详尽解决方案,包括轮毂电机的改进设计以及悬挂系统对轮毂电机垂向动力学的调整等。
最终得出结论,即通过改善轮毂电机的结构设计,并综合思量整车的悬挂系统设计,可以较好地改善轮毂电机所引起的垂向动力学问题,为电动汽车的进一步进步提供更好的技术支撑。
关键词:轮毂电机;垂向动力学;侧向力;纵向响应;悬挂系统1. 引言随着二氧化碳和空气污染的日益严峻,电动汽车作为新能源汽车的一种,在全球各地得到了广泛的推广。
轮毂电机作为一种新型电动汽车驱动方式,具有体积小、效率高、响应速度快等优点,并逐渐成为了电动汽车领域的重要方向之一。
然而,轮毂电机在行驶中也存在一定的垂向动力学问题,这不仅会引起车辆的不稳定,而且会对车辆的安全性和舒适性产生重大影响。
因此,轮毂电机的垂向动力学问题已经成为制约电动汽车进步的重要瓶颈之一。
2. 轮毂电机的垂向动力学问题(1) 车辆纵向动态响应轮毂电机的安装位置不同,会对车辆的纵向动态响应产生明显的影响。
当轮毂电机安装在车轮底部时,车辆的纵向动态响应较小,但对车身的悬挂系统影响较大;而当轮毂电机安装在车轮顶部时,车辆的纵向动态响应较大,但对车身悬挂系统的影响较小。
(2) 车辆横向所受的侧向力轮毂电机转动时产生的离心力和惯性力会对车辆产生侧向力的影响。
当车辆通过弯道时,轮毂电机所产生的侧向力将会使车辆发生偏移并影响车辆的稳定性。
因此,提高轮毂电机的帮助制动能力,缩减车辆的侧滑现象,将是解决问题的一个重要方向。
(3) 车辆垂向震动在轮毂电机转动时,由于轮毂电机的结构特点,轮毂电机会产生较大的惯性力矩,这会对车辆的垂向震动产生影响。
轮式车辆运动学和动力学分析
轮式车辆运动学和动力学分析轮式车辆是指通过轮子来支撑和驱动的交通工具,如汽车、自行车等。
运动学和动力学是研究车辆运动和力学性质的重要领域。
本文将从运动学和动力学的角度对轮式车辆进行分析。
一、轮式车辆运动学分析1. 车辆运动学基本概念车辆运动学研究车辆在空间中的运动和姿态变化。
其中,关键的概念包括车辆的位置、速度和加速度。
车辆的位置用坐标表示,速度是位置对时间的导数,加速度是速度对时间的导数。
2. 轮式车辆的运动方程轮式车辆的运动方程通常由车辆的几何和运动学参数决定。
其中,转向角、偏航角、滚动角等参数对车辆的运动轨迹和姿态变化有重要影响。
3. 轮胎力学模型轮胎是车辆与地面之间的接触介质,其力学特性对车辆的运动具有重要影响。
常用的轮胎力学模型包括线性模型、非线性模型和半经验模型等。
二、轮式车辆动力学分析1. 车辆操控性能分析车辆的动力学特性直接关系到其操控性能。
常用的操控性能指标包括加速度、刹车距离、侧向加速度等。
通过分析车辆的动力学性能,可以评估车辆的操控性和稳定性。
2. 轮式车辆动力系统分析轮式车辆的动力系统包括发动机、传动系统和驱动轮等。
通过对动力系统的分析,可以了解车辆的动力输出、传动效率和燃油经济性等指标。
3. 制动系统分析制动系统是车辆安全性的关键组成部分。
轮式车辆的制动系统通常由刹车盘、刹车片、制动液等组成。
通过对制动系统的动力学分析,可以评估刹车性能和制动距离等指标。
三、轮式车辆运动学和动力学的综合分析轮式车辆的运动学和动力学是相互关联的,综合分析二者可以得到更全面的车辆性能评估。
在综合分析中,需要考虑车辆的动力输出、转向特性、制动性能等方面的指标,以掌握车辆在不同工况下的运动和力学特性。
结论轮式车辆运动学和动力学的分析对于了解车辆的运动规律和力学性能具有重要意义。
通过对车辆的运动学和动力学进行深入研究和分析,可以为车辆设计和操控提供理论依据,同时也为车辆安全性和性能优化提供参考。
注意:本文仅以轮式车辆运动学和动力学分析为核心,根据题目要求进行了内容和格式的处理。
采用弹性车轮的独立轮对有轨电车曲线通过动力学性能研究
采用弹性车轮的独立轮对有轨电车曲线通过动力学性能研究王磊
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】2024(62)1
【摘要】采用动力学仿真软件SIMPACK,利用离散刚度阻尼单元模拟弹性车轮的
弹性变形特性,建立了三编组现代有轨电车列车动力学计算模型,对比分析了曲线半
径R400 m线路条件下弹性车轮在时域和频域内的减振性能,讨论了50~400 m不同半径的曲线线路条件下不同轮对形式的弹性车轮对中间拖车曲线通过性能的影响。
计算结果显示:弹性车轮能够减小20~40 Hz、50~70 Hz和180~300 Hz频率范
围内的车体垂向振动以及20~550 Hz范围内的车体横向振动。
从轮对横移量和轮重减载率看,曲线半径R200 m左右是弹性车轮传统轮对和弹性车轮独立轮对曲线
导向能力的分界点;从轮轨横向蠕滑率、轮对摇头角、脱轨系数和轮轴横向力看,曲
线半径R100 m左右是分界点。
【总页数】9页(P71-79)
【作者】王磊
【作者单位】南京铁道职业技术学院机车车辆学院;教育部高铁安全协同创新中心【正文语种】中文
【中图分类】U270.11
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汽车直线行驶的动力学机理分析
汽车直线行驶的动力学机理分析摘要:通过系统动力学的分析,考虑到车轮外倾角,主销后倾角,转向轴线内倾角(转向主销内倾角),车轮摆动角(前束)等因素的影响,建立了二自由度汽车转向模型的数学推导公式,并利用matlab进行建模仿真对此模型进行稳定性分析。
关键词:动力学、车轮定位参数、稳定性前言随着汽车普及率的提高,越来越多的人选择汽车作为自己的交通工具,但据调查60%以上的人乘车过程中有过难受、晕车甚至呕吐的经历。
所以,改善汽车行驶平顺性、安全性和操纵稳定性显得十分重要。
汽车动力学就是研究汽车行驶平顺性、安全性和操纵稳定性的一门专业学科,该学科已成为汽车设计、制造和使用部门的一个重要课题。
汽车动力学的随机振动主要是考虑汽车垂直运动、侧倾运动及俯仰运动,也就是只研究轮胎所受的垂向力使汽车产生的运动,主要涉及到汽车三个方面的性能,即行驶安全性、平稳性和悬架动行程,平稳性是对乘客舒适程度的描述,行驶安全性是对轮胎与道路接触稳定性的描述,悬架动行程是对汽车行驶时悬挂弹性变形范围的描述。
本文就简要地通过系统动力学,对汽车直线行驶时状况进行分析和研究。
1.汽车受到的外力分析作用于车辆的外力有四种,其中一定存在的有两种,即摩擦阻力和空气阻力。
驾驶员对车辆运动施加控制的作用机理主要来自于轮胎,即通过轮胎将力施加于车辆。
对普通的道路车辆而言,一般将空气阻力的影响列为次要因素,它主要影响着车身的外形设计,而轮胎受力情况是我们需要重点考虑的因素。
对于一些高速车辆,尤其是赛车,空气动力学的影响则非常重要。
车辆运动过程中,轮胎主要受到垂向、纵向以及侧向三个方向的力和力矩。
轮胎垂向力的作用是使车辆具有良好的附着性能。
轮胎纵向力的作用是使车辆加速或减速,驾驶员通过加速踏板和变速机构来控制驱动力的大小,通过制动系统来控制制动力的大小。
轮胎侧向力的作用是使车辆转弯,驾驶员通过转向系统使车轮产生一个转向角,以此来控制轮胎的侧向力。
同时,单个轮胎在转弯过程中会产生“回正力矩”,有利于车轮转弯后回到直线行驶的位置,并且能通过方向盘为驾驶员提供一个反馈力矩,即通常所说的“路感”。
自调节独立车轮走行部的动力学性能
( ~ c b () 6
表 1 出 了零 位 接触 点 的不 同接触 角时摇 头 运 给 动 的 自振频 率 ∞ ,其 中 L 取 0 3 .5m, 取 20 0 k mm2 g・ ,WA取 42 0k 。由表 1看 出 ,摇 头 运 5 g 动 的 自振频 率较低 ,说 明 自调 节车轮 的 复位速 度 较 慢 ,提 高零 位接 触 点 的 接 触 角 可 以提 高 摇 头 运 动 的 自振 频率 ,加 快车 轮摇头 回复到零 位 。
维普资讯
第2 卷 , 4 8 第 期 2 00 7年 7月
文章编号 :1 0—6 2 (0 7 40 8 —5 0 14 3 20 )0 —0 30
中 国 铁 道 科 学
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作者简介 :任利 惠 ( 9 O , ,河北 邯郸人 ,副教授。 1 7 一) 男
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国
铁
道
科
学
第 2 卷 8
的摇 头运 动 ,而轮 副 的摇头运 动会 影 响轮 副 的横 移
运动 。轮副 的摇 头运动类似 于单 摆 ,其 自振频率
用 力使 车轮 回复 到径 向位 置 的独立 车 轮单 轴走 行部 称 为 自调 节 独立 车轮走 行部 。
①车轮 ;②构架 ;③连杆 ;④牵引拉杆 ;⑤弹簧
图 1 自动调节 的独立车轮单轴走行部
使 用拉 格 朗 日方 法 建 立 走 行 部 的 运 动 方 程 如
下。
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行部 的运动方程 ,并采 用踏面斜率的泰勒级数对重 力复原 力 的表达 式进行 简化 。 自调节 独立车 轮轮 副的摇头 运
轮轨系统的动力学与稳定性分析
轮轨系统的动力学与稳定性分析轮轨系统是现代交通工具中广泛应用的一种力学系统,包括车轮、铁轨以及与之相关的其他部件。
在实际运行中,轮轨系统的动力学特性和稳定性对整个交通系统的安全性和效率至关重要。
本文将对轮轨系统的动力学特性和稳定性进行分析。
1. 动力学特性轮轨系统的动力学特性主要包括轮轨力、滑移、车辆动力等方面。
1.1 轮轨力轮轨力是轮轨系统中最主要的力之一,它是由轮子与铁轨接触时产生的摩擦力和垂向力的合力。
轮轨力的大小受到多种因素的影响,如车辆的质量、车轮与铁轨之间的几何关系、铁轨的摩擦系数等。
轮轨力对于车辆的行驶稳定性和能耗有重要影响。
1.2 滑移滑移是指车轮滚动与滑动之间的差异。
当车轮与铁轨之间的摩擦力无法提供足够的牵引力时,车轮就会发生滑移。
滑移程度的大小取决于车轮与铁轨之间的几何关系、外部作用力以及牵引力等因素。
滑移会增加能耗,且可能导致行驶的不稳定。
1.3 车辆动力车辆动力是指驱动力对车辆的影响,它取决于车辆的设计和驱动系统的性能。
车辆动力与轮轨力之间的平衡关系对轮轨系统的稳定性至关重要。
2. 稳定性分析轮轨系统的稳定性分析是评估车辆在运行过程中的稳定性和安全性。
稳定性分析主要包括车轮-铁轨接触的稳定性和车辆运行的稳定性。
2.1 车轮-铁轨接触的稳定性车轮与铁轨之间的接触稳定性是轮轨系统中的一个重要问题。
当车轮在运行中受到侧向力时,如果没有足够的接触稳定性,车轮可能会脱离铁轨导致事故发生。
因此,轮轨系统中的接触力分布和侧向力传递是进行稳定性分析时需要考虑的关键因素。
2.2 车辆运行的稳定性车辆运行的稳定性是指在不同运行状态下车辆的抗侧滑能力。
如果车辆在高速行驶过程中发生抖动或侧滑,将对行车安全产生重大威胁。
因此,评估车辆运行的稳定性是轮轨系统稳定性分析的重要内容之一。
3. 稳定性改善方法为了提高轮轨系统的稳定性,可以采取一些改善措施,如下所示:3.1 铁轨的维护和更新定期检查和维护铁轨是保障轮轨系统稳定运行的重要措施。
单轮对纵向动力学数值分析
单轮对纵向动力学数值分析严晓明,罗世辉,马卫华(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031)摘要:轮对的纵向振动会影响机车车辆动力学性能,而且是轮轨非正常磨耗的一个重要因素。
但是机车车辆动力学研究中,对轮对的纵向动力学特点的研究往往被忽略。
文章建立了一个包括x方向的运动、轮对的摇头、点头扰动和轮对的横移的4自由度单轮对计算模型,并对该模型进行数值仿真,研究其纵向振动现象。
最后讨论了系统参数对纵向动力学行为的影响,认为一系纵向刚度、轴重和黏着系数对纵向振动影响很大。
关键词:轮对;纵向振动;数值仿真;动力学;参数;影响中图分类号:U260.331+.1文献标识码:A文章编号:1672-1187(2005)06-0022-03NumericalanalysisoflongitudinaldynamicsofsinglewheelsetYANXiao-ming,LUOShi-hui,MAWei-hua(TractionPowerStateKeyLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Thelongitudinalvibrationofwheelseteffectsthedynamicsperformanceofrailwayvehicle,anditmaybecauseabnormalwheel/railcontactfatigueproblem.Butthelongitudinaldynamicsbehaviorofwheelsetisoftenneglectedwhilecarryingoutrailwayvehicledynamicsanalysis.Thedynamicscalculationmodelforsinglewheelsetincludinglongitudinaldisplacement,yaw,pitchandlateraldisplacementissetupinthispaper.Simulationofthismodelisdone,andthelongitudinalvibrationperformanceisinvestigated.Theeffectofthesystemparametersisdiscussed,thelongitudinalvibrationisinfluencedhighlybyprimarylongitudinalstiffness,axle-loadandcoefficientoffriction.Keywords:wheelset;longitudinalvibration;numericalsimulation;dynamics;parameters;influence电力机车与城轨车辆ElectricLocomotives&MassTransitVehicles第28卷第6期2005年11月20日Vol.28No.6Nov.20th,2005收稿日期:2005-06-13作者简介:严晓明(1980-),男,在读硕士研究生,研究方向为机车、城轨车辆动力学理论仿真及应用。
采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学分析_林俊
采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学分析林俊,戴焕云,池茂儒(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031)摘要:建立采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学计算模型,采用符合直线感应电机驱动车辆特点和独立车轮特点的一系、二系悬挂设计,并对直线电机悬挂、独立车轮等关键部件进行了分析。
在此基础上运用Simpack多体动力学仿真软件分析了该计算模型的曲线通过性能及运行平稳性等动力学性能。
关键词:直线感应电机(LIM);轨道车辆;独立车轮;动力学中图分类号:U270.1+1文献标识码:A文章编号:1672-1187(2006)03-0035-03DynamicsanalysisofmasstransitvehicleusingindependentwheeldrivenbylinearinductionmotorLINJun,DAIHuan-yun,CHIMao-ru(TractionPowerStateKeyLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Thispaperestablishedthedynamicsmodelofmasstransitvehicleusingindependentwheeldrivenbylinearinductionmotor.ThemodelincludesthesuspensionwhichisadaptedtothecharactersofLIMandindependentwheel.Thekeypartofthemodel,suchasLIMsuspensionsystemandindependentwheelareanalyzed.Thendynamicsperformancesofthevehicle,whichincludesstability,curvepassing,ridecomfort,etc,arecarriedoutbythemulti-bodydynamicsanalysissoftwareSimpack.Keywords:linearinductionmotor;masstransitvehicle;independentwheel;dynamics电力机车与城轨车辆ElectricLocomotives&MassTransitVehicles研究开发第29卷第3期2006年5月20日Vol.29No.3May20th,2006收稿日期:2005-12-26作者简介:林俊(1975-),男,工程师,1996年毕业于上海铁道大学汽车专业,现从事转向架设计与动力学分析的工作。
交通运输类专业毕业论文题目与选题
交通运输类专业毕业论文题目与选题毕业论文题目的选定不是一下子就能够确定的。
若选择的毕业论文题目范围较大,则写出来的毕业论文内容比较空洞,后期也完成不了。
那么交通运输类专业的毕业论文题目怎么选择呢?下面小编给大家带来交通运输类专业毕业论文题目与选题2021,希望能帮助到大家!铁路毕业论文题目1、铁路客运高峰期常态化运输组织方法分析2、铁路站场设计对运输影响的探讨3、钢铁企业铁路运输效率的分析与对策4、铁路运输安全管理探讨5、针对铁路煤炭高效运输的策略探讨6、铁路运输安全监管体制探究实践7、论我国铁路运输成本优化的改革思路8、铁路运输调度安全管理探讨9、现代铁路货物运输在物流发展中的策略研究10、铁路调度运输组织效率探讨及对策11、铁路货物运输产品形式及其组织形态研究12、关于市场导向型铁路运输组织方式的思考13、城市轨道交通乘务派班管理系统设计与实现14、铁路物流运输组织管理创新的研究15、铁路旅客运输需求分析与对策研究16、企业铁路智能运输调度平台的关键流程17、试论铁路运输调度系统升级改造18、从95306网站看铁路运输向现代物流的转型19、论我国铁路运输制度现象及改革20、铁路列车乘务人员用餐及工作条件问题研究21、关于铁路旅客运输晚点赔偿的问题研究22、铁路运输领域内物联网的应用探析23、铁路旅客安检系统现状及发展研究24、基于铁路运输节能技术应用25、铁路危险货物运输发展策略的思考26、地铁列车运行自动控制系统设计27、铁路煤炭运输存在的问题及对策探讨28、铁路运输调度管理系统应用研究29、铁路行包运输运能分配方案研究30、铁路运输散堆装货物特性及分类31、地铁列车追踪运行的节能控制与分析32、城轨交通乘务任务配对的集合分割模型及算法33、铁路运输效益管理现状研究34、地铁运行过程中车门控制的安全性研究35、地铁环境控制系统的运行管理36、地铁供电系统日常运行要点37、铁路客运乘务制度改革的实践与思考38、地铁车辆正线运行客室噪声39、关于对动车组乘务服务员收入分配规范化管理的思考40、旅客列车乘务巡检系统的设计与实现41、扶梯的运行方式对地铁乘客疏散的影响42、高铁动车组乘务人员素养提升的路径探析43、地铁车辆运行工况对轴箱轴承寿命的影响44、地铁列车安全运行的远程诊断技术45、地铁运行下环境隔振措施研究46、全自动运行系统地铁车辆技术47、临时加开列车的乘务工作安全风险分析及对策48、铁路客站安检高清智能监控系统的研制和应用49、城市轨道交通乘务排班计划优化方法研究50、基于WLAN的地铁运行控制系统的设计轨道交通车辆专业论文题目1、车辆-轨道-桥梁系统的空间耦合振动及其环境振动2、跨座式单轨交通系统结构静动力行为研究3、城市轨道交通引起的环境振动预测与评估4、城市轨道交通系统型式选择研究5、城市轨道交通再生制动能量利用技术研究6、城市轨道交通车辆走行部安全评估方法研究7、城市轨道交通电气制动系统仿真程序设计8、城市轨道交通车辆运行仿真研究9、快速公交(BRT)在我国大城市的应用研究10、城市轨道交通运输组织管理及相关问题的研究11、采用独立车轮的直线电机轨道车辆动力学性能研究12、悬挂式单轨交通系统车桥耦合振动仿真研究13、城市轨道交通车辆再生制动能量利用技术比较研究14、悬挂式单轨车辆转向架结构设计及动力学性能分析15、基于ADAMS的悬挂式单轨车辆悬挂参数优化和侧风影响研究16、城市轨道列车电力牵引系统设计及仿真17、成都轨道交通18号线车辆选型及动力学性能研究18、城市轨道交通车辆平轮监测系统设计与算法研究19、上海地铁维保公司轨道交通车辆RAMS管理研究20、面向轨道交通的灵活型接驳公交站点选址研究21、路面单导向轨胶轮式车辆动力学研究22、基于轻量化与模块化的铝合金车体结构设计23、轨道交通车辆设计方案与过程管理优化24、跨座式城市单轨车辆轮胎磨损特性研究25、轨道交通车辆转向架零部件参数化设计研究26、城市轨道交通车辆基础制动关键部件热疲劳仿真研究27、城市轨道车辆制动系统可靠性建模及仿真研究28、城市轨道交通车辆关键系统故障分类算法研究及诊断系统开发29、基于图像处理的制动盘裂纹检测系统研究30、城市轨道交通车辆称重调载试验系统研究与设计31、轨道交通车辆基地综合开发立体空间模式研究32、城市轨道交通车辆受电弓受流稳定性研究33、城市轨道交通车辆负载阻力模拟系统研究34、城市轨道车辆运行节能方法优化研究35、基于关键链的城市轨道交通车辆采购项目时间管理研究36、城市轨道交通车辆单部件维修策略及鲁棒优化研究37、轨道交通车辆远程故障诊断系统的研究38、基于遗传算法的城市轨道交通联络线设置方法研究39、基于阻力加载系统的城市轨道车辆制动能量回收方法研究40、城市轨道交通车辆受电弓综合性能分析与研究41、基于频率切片小波变换的轨道交通轮轨振动信号分析42、轨道交通车辆制动装置产品检测技术研究及检测设备研制43、基于可靠性分析的轨道交通车辆转向架维修周期研究44、基于信息融合的列车悬挂系统故障分离研究与列车安全评价45、城市轨道车辆电气制动能量建模及分析46、铰接式城轨车辆动力学性能研究47、中央导向胶轮路轨车辆动力学研究48、基于CAN总线的城轨车辆牵引控制的应用研究49、120km/h A型地铁转向架低动力作用研究50、城市轨道交通车辆选型评价体系研究铁路运输管理论文题目整理1、铁路保价运输营销及理赔管理分析体系研究2、基于降低铁路运输成本的铁路物流优化管理问题研究3、铁路运输企业成本预算管理模式变革探析4、浅谈如何加强铁路运输企业资金管理5、铁路运输企业全面预算管理存在的问题及对策6、关于加强铁路运输企业全面预算管理的探讨7、铁路运输企业全面预算管理模式研究8、加强客户关系管理,提升铁路货物运输效益9、浅谈如何加强铁路运输收入管理基础规范化工作10、浅谈营改增对铁路运输企业财务管理的影响11、优化铁路非运输企业机构编制管理的思考12、试析铁路运输企业财务管理与经济效益的关系13、关于铁路物流运输组织管理创新的研究14、铁路运输企业财务管理分析15、铁路运输调度安全管理探讨16、铁路运输企业改进成本管理的新理念17、新形势下加强铁路运输企业运输收入预算管理的思考18、从我国铁路运输产品的公共性谈及运输经济管理体制改革19、铁路运输设备更新改造计划管理改革趋向20、地方铁路运输企业全面预算管理应用初探21、解析应用管理会计在铁路运输企业中的意义22、煤炭企业专用铁路运输管理的探索与创新23、对铁路运输企业全面预算管理存在的问题及解决途径24、加强铁路运输企业应收债权管理的路径思考25、新时期铁路运输企业人力资源管理的现状及改进策略分析26、渝涪新建铁路二线工程线运输组织与既有线运输组织的协调管理分析27、高速铁路运输收入管理的风险和对策研究28、铁路运输企业全面预算管理思考29、浅议铁路交通运输组织管理策略30、铁路运输收入的管理与铁路经济效益的关系31、合资铁路委托运输管理安全监管问题研究与对策分析32、铁路运输企业“营改增”及其税务优化管理--以H铁路局为例33、关于铁路运输企业委托管理模式下固定资产管理的思考34、铁路运输管理中如何提高职工业务素质和应急处置能力35、我国铁路大宗货物运输定价方法与策略研究--基于收益管理理论分析36、市场经济条件下铁路物流运输经济管理37、关于铁路运输企业实施全面预算管理的实践与思考38、当前铁路运输企业固定资产管理存在的问题及对策探讨39、关于铁路运输企业成本控制精细化管理的相关探索40、铁路运输企业加强预算管理研究41、市场经济条件下的铁路交通运输经济管理42、关于铁路运输企业实施全面预算管理的几点思考43、浅论新时期铁路运输企业的成本控制管理44、加强企业经营管理,提高经济效益--以铁路运输行业为例45、城际铁路公司委托运输管理模式下的固定资产管理46、铁路企业运输收入管理内部控制探讨47、铁路运输企业财务集约化管理模式研究48、试论铁路运输企业的成本管理与控制49、铁路运输效益管理现状研究50、新形势下铁路运输企业成本管理分析。
采用直线电机车辆的轨道交通耦合动力学模型及仿真分析
动力 学模 型 , 与 车辆 动 力 学 分 析 通 用 软 件 A AMS/ l 并 D Ra进 l
行 了比较 , 从而验证 了所建 模型的正确性。通过对广州 市轨 道交通 4号线工程线路设计参数进行 的仿 真计 算, 出了相 给
应 的建 议 值 。
关键词
直 线电机 ,车辆 动力 学 , 道 交通 ,车. 轨 线耦 合 动
径向转 向架 的两根 轮 轴 沿 一 定 曲线 形 成 相 应 角 度 , 使 车轮沿 轨道 弧形 滚 动 , 仅 降低 噪 声 和轮 轨 间 磨 不 损, 也使线 路 要求 的 曲线 半 径 大 大降 低 。直 线 电 机 的悬 挂方式 分 为抱 轴 式 和 架悬 式 两 种 : 轴 式模 型 抱
B j gJatn i. 0 0 4 B i g C ia di oogUn ,10 4 ,ei , h n i v j n n
式, 钢轨可采用传 统铁路 的钢轨形式。其轮轨关 系 中的垂 向力 采用 Het 线 性 接 触 理 论 , 向力 采 r z非 横 用蠕滑理 论 , 钢轨 采 用 弹性 带 阻 尼 的点 支 承有 限长 梁, 建立如图 1 所示的车. 线耦合动力学模型。
rme e au h l e i i c n o h u u a I t a k a tr v l e s a1 s b sg f a t f r t e f tf L M r c n i i h n n C ia Ke r s L M ,c rd a c ,ta k ta s o t t n e i e y wo d I a y mi n s r c rn p ra i ,v h c o l & ta k c u l y a c mo e r c pe d o d n mi d l F r ta t o ’ d r s S h o fC v l n .a d Ar h tcu e i - u h r sa d e s s c o l ii E g n c i t r , o e
直线电机车辆机电动力学模型的构建与分析
— —666—
姚代祯等:直线电机车辆机电动力学模型的构建与分析
械阻力主要由轮轨之间的摩擦碰撞产生,而气动阻 力则与车辆的运行速度有关,随着运行速度的提升, 气动阻力占总阻力的比重不断增加[⑵。以下是空 气阻力的计算公式[⑶:
式中Sc为车辆横截面积,。为车辆运行速度,C°为 气动阻力系数,入为综合水力摩擦系数,P为空气密 度,d为车辆水力直径丿为列车长度。
[8] 王晨,许自强,马卫华,等.两种米轨机车转向架动力 学性能分析[J].机械设计与制造,2017(5) :48-51
[9] 庞绍煌,耿明.宜线电机在轨道车辆运用中的三维分 析[J].电力机车与城轨车辆,2004, 27(1)=31-33
[10] 徐菲菲.地铁车辆制动能量回收利用研究[D].南京: 东南大学电气工程学院,2017:2-6
0引言
1直线电机车辆的基本结构及工作原理
轨道交通在现代化城市中扮演着极其重要的角 色,是整个城市是否活跃的重要标志,它的运行平稳 性及安全性是衡量它是否能够正常服役的决定性因 素。直线电机地铁车辆以其独特的工作原理及相比 于传统旋转电机车辆的巨大优势,越来越具有发展 潜力。
直线电机车辆系统是一个复杂且强耦合的电磁 机械系统,其中涉及了诸多学科的理论知识,包括了 电磁学和力学以及其演变的交叉学科,想要综合考 虑每个环节是很困难的。而机电耦合动力学则是将 这些因素巧妙合理地结合起来[⑺]。利用拉格朗日麦克斯韦方程,从机械与电磁能量层面进行模型建 立,分析车辆机械部件及电磁部分的相互作用规律。 通过Matlab软件进行模型求解,得到相关参数的变 化规律,以此来判断车辆的运行状况,从而分析岀车 辆服役时的运行安全性及平稳性⑶。
高技术通讯2021年第31卷 第6期:666-670
独立车轮直线电机转向架结构形式分析_戴焕云
文章编号:100227602(2009)0120006205独立车轮直线电机转向架结构形式分析戴焕云1,林 俊2(1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室,四川成都610031;2.南车四方机车车辆股份有限公司技术中心,山东青岛266111)摘 要:针对直线电机转向架电机悬挂带来的问题,将独立车轮应用到直线电机转向架中,使独立车轮和直线电机功能实现互补,提出一种全新概念的独立车轮直线电机转向架。
其特点是利用独立车轮轴桥悬挂直线电机的横向复原力作为独立车轮转向架的恢复力。
独立车轮直线电机转向架适合在小曲线、大坡度的线路上运行。
关键词:直线电机;转向架;独立车轮;电机悬挂中图分类号:U270.33 文献标识码:A 直线电机车辆的牵引不再依靠轮轨的黏着作用,而是直接由转向架上的定子与线路上的转子的相互作用而产生,车轮只起支撑作用,因此可通过减少支撑轮半径来减小地铁隧道的断面面积,从而降低地铁造价。
但目前的直线电机转向架均存在不足之处,表现在直线电机与感应板间的作用力和轮轨力之间的相互作用导致钢轨和车轮踏面的非正常磨耗[1]。
直线电机轴悬式轮对结构复杂,簧下质量大,轮对对钢轨的动作用力大;而构架悬挂式振动较大。
为了解决直线电机转向收稿日期:2008206227;修订日期:2008211207基金项目:教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET 20620798)国家自然科学基金项目(50675181)作者简介:戴焕云(19662),男,研究员。
架的电机悬挂问题,本文将独立车轮引入直线电机转向架中,以改善车辆的曲线通过性能,减小车轮踏面和钢轨磨耗,提高直线电机的使用效率。
1 直线电机转向架电机悬挂问题直线电机可以视为一台沿半径方向展开的感应电机,其结构如图1所示。
反应板承受定转子间的电磁力。
转子称为感应轨或反应板。
转向架利用直线电机的车载定子与地面感应板转子的电磁作用产生牵引和制动力,不需要中间的机械传动装置,轮轨间仅起垂直承载及水平导向作用,因此可视为非黏着驱动方式。
两种直线电机吊挂形式对直线电机地铁车辆动力学性能影响的比较研究的开题报告
两种直线电机吊挂形式对直线电机地铁车辆动力学性能影响的比较研究的开题报告1. 研究背景地铁车辆是城市轨道交通系统中重要的组成部分,其性能对整个系统的运行稳定性和舒适性有着至关重要的影响。
直线电机作为地铁车辆的动力源,具有结构简单、效率高、噪音小等优点,已经被广泛应用于地铁车辆中。
然而,直线电机的吊挂形式对地铁车辆的动力学性能也会产生一定的影响,因此比较研究两种不同的吊挂形式对地铁车辆性能的影响,对于优化车辆设计、提高运行效率具有重要的意义。
2. 研究目的本研究旨在比较研究两种不同的直线电机吊挂形式对地铁车辆动力学性能的影响,通过车辆动力学模拟分析,探讨吊挂形式对地铁车辆加速、减速、制动、稳定性等方面的影响,为地铁车辆的设计和运营提供理论依据。
3. 研究内容(1)文献综述对直线电机在地铁车辆中的应用、直线电机的吊挂形式、地铁车辆的运行性能等方面进行文献综述,总结目前研究现状。
(2)建立地铁车辆动力学模型基于多体动力学理论,建立地铁车辆的动力学模型。
考虑车辆的自重、载荷、摩擦力等因素对车辆动力学性能的影响。
(3)比较不同吊挂形式对车辆性能的影响分别采用不同吊挂形式的直线电机,进行车辆动力学模拟,计算分析车辆的加速、减速、制动、行驶稳定性等方面的性能指标,并对结果进行对比分析,探讨吊挂形式的影响。
4. 研究方法本研究主要采用文献综述、数值仿真、对比分析等方法,建立地铁车辆动力学模型,并通过有限元软件等工具进行数值仿真分析,比较研究不同吊挂形式对车辆性能的影响。
5. 预期成果通过比较研究不同吊挂形式对地铁车辆动力学性能的影响,得出吊挂形式对车辆性能的具体影响程度,为地铁车辆的设计和运营提供理论依据。
同时,本研究还可以为直线电机在其他场合的应用提供参考。
采用独立车轮的直线电机轨道车辆动力学性能的研究
西南交通大学硕士学位论文采用独立车轮的直线电机轨道车辆动力学性能研究姓名:***申请学位级别:硕士专业:载运工具运用工程指导教师:***20060601第1章绪论1.1论文选题背景从1985年第一条直线电机轨道交通系统运营线在多伦多斯卡伯勒市开通至今,不到二十年时间里已在世界上四个国家的九个地区建成运营线,总里程已超过180km。
我国广州地铁四号线在2005年10月开始正式使用直线电机驱动的地铁车辆,并将在五号线和六号线上继续采用直线电机驱动轨道交通系统,参见.表1—1。
表1—1建成线路表线路名称开通年份线路长度(kⅢ)多伦多scarborough线19856.4温哥华skyTrain19865l底特律DPM系统19874.8大阪市营地铁7线199015东京都营地铁12号线199138.7吉隆坡PuTRA系统199829.4横滨市营地铁4号线2000首期13(全线42)神户市营地铁海岸线20027.9纽约肯尼迪机场线200213广州地铁4号线2005首期32(全线69)直线电机可以视为一台旋转电枫沿半径方向切开而展平的感应电机,见图1—1。
定子(磁铁和线圈)和转子(感应板)分别安装在车辆转向架上和轨道中间的导轨上,见图l一2。
常把转子称为感应轨或称反应板。
它不需要中间的机械传动装置,而是利用直线电机的车载定子与地面感应板转子的电磁作用,产生牵引和制动力。
它不需借助轮轨相互作用,因而可以在大坡度线路上传递牵引力和制动力。
定子一般由薄铁芯和三相六级绕组绕制而成,沿电机方向布置了温度传感器和冷却风扇,见图l一3。
图1—1直线电机原理示意图图1—2直线感应电机车辆示意图图l一3直线电机定于内部结构城市轨道交通系统采用直线电机传动的优越性已被越来越多的国家所认识。
目前世界上已有多个城市相继建成了采用直线电机车辆的城市轨道交通系统。
直线电机车辆与普通旋转电机车辆的区别是,列车的牵引不再依靠轮轨的粘着作用而是直接由转向架上的定子与线路上的转予的相互作用而产生,因此可通过减少支撑轮半径从而减小地铁隧道的断面面积,从而降低地铁造价。
unicycle动力学模型
unicycle动力学模型
单轮车(Unicycle)动力学模型是用来描述单轮车运动和稳定
性的数学模型。
在这个模型中,单轮车被简化为一个质点,考虑其
在平面上的运动。
下面我将从几个角度来解释单轮车的动力学模型。
首先,我们可以从力学角度来看单轮车的动力学模型。
单轮车
在运动过程中受到多种力的作用,包括重力、惯性力、摩擦力等。
这些力会影响单轮车的运动状态,包括速度、加速度、转向等。
通
过建立动力学方程,可以描述单轮车在外力作用下的运动规律。
其次,我们可以从控制理论的角度来看单轮车的动力学模型。
控制理论可以用来研究如何通过操纵输入来改变系统的运动状态。
在单轮车的动力学模型中,可以考虑如何通过操纵车轮的转动来控
制单轮车的运动,使其保持平衡或者实现特定的运动轨迹。
另外,我们还可以从仿生学角度来看单轮车的动力学模型。
仿
生学是研究生物系统的原理,并将其应用到工程和技术中。
通过研
究动物或昆虫的运动原理,可以启发设计单轮车的动力学模型,从
而改进其稳定性和运动性能。
总的来说,单轮车的动力学模型是一个复杂而多维的问题,涉及到力学、控制理论、仿生学等多个领域的知识。
通过综合运用这些知识,可以建立全面完整的单轮车动力学模型,为单轮车的设计和控制提供理论基础。
采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学分析
Dy a isa a y i fma s r n i e il sn d p n e t n m c n lsso s a st h ceu i g i e e d n e l t v n wh e drv n b n a d c in mo o i e y l e ri u to t r i n
轮特点 的一 系 、 系悬 挂设计 , 二 并对直线 电机悬挂 、 车轮 等关键部件进行 了分析 。 独立 在此基础上运用 S pc多体动力学 i ak m 仿真软件分析 了该计算模型 的曲线通过性能及运行平稳性等动力学性能 。 关键词 : 直线感应 电机 ( uM) 轨道车辆 ; ; 独立 车轮 ; 动力学
轨道交通 的选线灵活 ,车辆起动加 速和停车减速性能优 越 ,受环境影响小 ,对环境造成 的振 动和噪声较小 的优
点 。此外 , 采用直线 电机驱动 的地铁隧道半径可 以缩小 , 从而有效降低地铁建设造价 。本 文拟对直线感应 电机驱
动 的独立 车轮轨道车辆 ( 见图 1作 可行性探讨 并进行动 )
Ma 0 h, 0 6 y2 t 2 0
◆研 究 开发 ・
采用独立 车轮 的直线 电机 轨道 车辆 的动 力学分析
林 俊, 戴焕 云, 池茂儒
( 西南交通 大学 牵引动力 国家重点实验 室,四川 成都 6 0 3 ) 10 1 摘 要: 建立采用 独立 车轮 的直线 电机轨道 车辆的动力学计算模 型,采用符合直线感 应 电机驱 动车辆特点 和独 立车
mo e ,U h a I s s e s n s s m n n e e d n e lae a ay e .T e y a c e o ma c s o h e i l , ih d l S c s L M u p n i y t a d i d p n e twh e r n l z d h n d n mi s p r r n e ft e v hc e whc o e f i cu e tb l y, u v a sn ,r e c mf r, r , r are u yt emu t b d y a c ay i ot r i a k n ld s a i t c r ep si g i o o t ee a ec r do t l - o yd n mis s i d i b h i n a l ss f s wa eS mp c . Ke r s i e d ci n moo ;ma st st e il ;i d p n e t e l y a c y wo d :l a i u t tr nr n o s a i v h ce n e e d n e ;d n mis r n wh
《电力机车与城轨车辆》2006年总目次
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陈立胜 。 允 。 严 李晓春(— 6 21) KI B y E型机 车信号装置及其在 KAA型机车上 的应用 _ —— 7 y 7
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采用独立车 轮的直线 电机轨道车辆 的动 力学分析 林 俊, 戴焕 云 , 池茂儒 (— 5 33 ) 上海 地铁 车辆客室车 门可靠性和安全性技术研究 ‘ 周俊龙 , 王建兵 (— ) 4 7 我国机 车牵引装置模式研究 …… 安 琪 , 芾 ,卜 李 继玲( - 1 4 1) S9型机 车轴箱拉杆横 向刚度及其橡胶件强度有 限元分 析 S
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新 型高压电动机节能可行性研究 周 雁, 张继文 , 陈春来 (_ ) 4 5
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研究开 发
地铁车辆运营记录仪 的设计和应用 …………… 何伟荣( — 0 1 1) 现场总线在 电力机车控制 系统 中的应用设计 刘世杰 , 昌奇 (— 3 李 11)
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胡宇铎 。 少军 , 刘 陈国胜 , 4 1) 等(— 8
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大 功率 货运机 车用 J 4 D12异步牵引电动机的研制 高培庆 (- ) 1 6
直线电机控制技术在轨道交通中的应用研究
直线电机控制技术在轨道交通中的应用研究摘要:轨道交通作为一种高效、环保的交通工具在现代都市中扮演着重要角色。
为了提高轨道交通的运行效率和乘客的出行体验,直线电机控制技术得到了广泛的应用研究。
本文将重点探讨直线电机控制技术在轨道交通中的应用,并分析其优势和挑战。
引言随着城市化进程的加速和人口密集度的增加,现代都市对于高效、快速、环保的交通需求日益增长。
轨道交通作为一种低能耗、大运量的交通方式,具有不可替代的优势。
然而,要实现轨道交通的高速、高效运行,需要借助先进的控制技术。
直线电机控制技术作为一种先进且灵活的控制方式,在轨道交通中取得了广泛的应用。
本文将阐述直线电机控制技术在轨道交通中的应用研究,并探讨其优势和挑战。
一、直线电机控制技术的基本原理直线电机是一种将电能转换为机械能的设备,与传统的旋转电机相比,直线电机可以直接将运动转换为直线运动。
其基本原理是利用电磁力作用于导体中的电流,在磁场中产生直线运动。
直线电机控制技术通过改变电流和磁场强度来实现对电机速度和位置的精确控制。
二、直线电机控制技术在轨道交通中的应用1.列车牵引系统直线电机控制技术在轨道交通中的主要应用之一就是列车牵引系统。
传统的列车牵引系统多采用传动装置将旋转电机的动力传输给车轮。
然而,由于传动装置的损耗和振动会影响列车行驶的平稳性和效率。
直线电机控制技术的应用可以直接将动力传输给导轨,避免了传动装置的能量损失,提高了列车的牵引能力和运行效率。
2.导引系统导引系统在轨道交通中起到引导列车运行的作用。
直线电机控制技术可以应用于导引系统中的导向和导轨操控。
通过精确控制导向的电流和磁场强度,可以实现列车的精确导引,提高运行的稳定性和安全性。
3.制动系统直线电机控制技术在轨道交通中的另一个重要应用是制动系统。
传统的制动系统多采用摩擦制动或电阻制动。
这种制动方式会产生大量的热量,对环境和列车构成一定的威胁。
而直线电机控制技术可以通过改变电流和磁场强度来实现电磁制动,减少能量损耗和环境污染。
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图 4 为直线电机车辆模型图, 图 5 为动力学软件 Simpack 中独立车轮的直线电机模型。车辆的主要结构和 悬挂技术参数见表 1。
图 2 独立车轮新型踏面图
图 4 直线电机车辆模型图
图 3 独立车轮新型踏面与 LMA 踏面的接触角差比较
2.3 车辆一系悬挂与二系悬挂 由于要求车辆以速度 40 km/h 通过曲线半径为 100 m
的车轮自动回中性能和曲线通过性能, 如图 8, 图 9所示。
图 11 一、二位轮对摇头角比较
( 下转第 74 页)
-37-
电力机车与城轨车辆·2006 年第 3 期
图 3 改进后的网压表供电电路
2.2 蓄电池控制电路的改进 改变蓄电池闸刀 DCK 的接法, 即把 DCK 闸刀的接法
改为与蓄电池串接在一起, 然后并联在 110 V 稳压电源 电路中( 与其它机车接法一致) , 如图 4 所示。此时, 断开 DCK 就可以完全甩掉蓄电池, 而不必断开 20ZK。机车乘 务 员 退 乘 时 , 断 开 整 流 输 出 闸 刀 KJDK 与 蓄 电 池 闸 刀 DCK 即可。这样就完全避免了断或不断 20ZK 出现的一 些问题。
LIN Jun, DAI Huan- yun, CHI Mao- ru
( Traction Power State Key Laboratory, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, China)
Abstr act:This paper established the dynamics model of mass transit vehicle using independent wheel driven by linear induction motor. The model includes the suspension which is adapted to the characters of LIM and independent wheel. The key part of the model, such as LIM suspension system and independent wheel are analyzed. Then dynamics performances of the vehicle, which includes stability, curve passing, ride comfort, etc, are carried out by the multi- body dynamics analysis software Simpack.
传统轮对的转向架在直线上行驶时, 当有横向位移 时, 纵向蠕滑产生的摇头力矩使轮对有向轨道中央复位 的功能, 由此产生的蛇行运动限制了车辆临界速度。为克 服剧烈蛇形运动的产生, 须采用锥度小的车轮踏面和大 的轴距, 这与曲线通过性能要求相矛盾。独立车轮轮对由 于左右两车轮的转速可以不同, 因此在理论上不产生纵 向蠕滑力, 在直线上行驶不会发生蛇行运动。通过径向机 构减少轮对过曲线的冲角, 降低横向蠕滑力, 在重力复原 力的导向作用下, 独立车轮踏面避免了贴靠轮缘并能在 曲线通过后自动回中。本文采用的新型车轮踏面 ( 见图 2、图 3) 可使车辆重力刚度大, 自动回中能力强。
的小半径曲线, 车辆二系悬挂设有摇枕机构。为了通过曲 线时摇头角不至于太大, 设置车辆定距 11 m 和转向架轴 距 1.9 m。由于构架内置的特点, 为了增强抗侧滚能力, 设 置摇枕上弹簧为自由膜式空气弹簧, 这样可以避免空气 弹簧置于构架上而使跨距太小, 减小车体倾覆系数。摇枕 两侧与车体间通过牵引拉杆传递纵向力。在车体和摇枕 间还设有抗侧滚扭杆装置和横向止档。摇枕与构架通过 心盘传递横向力和纵向力, 两侧设有常接触式摩擦旁承, 承担支撑和摇头摩擦力矩的作用。
直线电机车辆制动系统采用电力制动、空气制动和 磁 轨 制 动 三 种 方 式 。电 力 制 动 分 为 再 生 制 动 和 电 阻 制 动 , 是 主 要 的 制 动 方 式 。磁 轨 制 动 一 般 用 于 紧 急 制 动 。空 气 制 动( 轮盘制动) 用于低速和驻车制动。由于采用独立车轮, 制动盘固定安装在车轮的轮辐两侧。
图 1 直线感应电机车辆示意图
2 关键部件设计
2.1 直线电机悬挂 直线电机垂向悬挂在独立车轮的车轴上: 1, 3 轴电机
悬挂使用单吊杆形式, 吊杆悬挂在车轴中部; 2, 4 轴使用
收稿日期: 2005- 12- 26 作者简介: 林 俊(1975- ), 男, 工程师, 1996 年毕业于上海铁道大学汽车专业, 现从事转向架设计与动力学分析的工作。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱψT
XC
YC
ZC
ΦC
ψC
—
—
ZB
—
ψB
XM
YM
ZM
ΦM
ψM
点头 βwl βwr — βT βC —
βM
图 8 独立车轮一位轮对 3 mm 初始横移的响应( 速度 90 km/h)
4 LIM 车辆的动力学性能
4.1 直线电机气隙变化 由于直线电机运行最高速度的限制, 本文直线电机
轨道车辆的最高速度取 90 km/h。取直线电机初级与反应 板对应的边端点用于电机气隙测量, 反应轨与轨道激励 相同。在直线上加美国六级谱激励后观察电机气隙变化 ( 见图 6( a) ) : ±0.80 mm; 加上美国 五 级 谱 激 励 后 的 最 小 半径曲线通过时电机气隙 变化( 见图 6( b) ) : ±1.02 mm。 因此可以保证直线电机 6 mm 的初始气隙为合理的设定。
曲线半径 200 m, 缓和曲线长 90 m, 超高 52 mm, 曲线
通过时最高速度取 40 km/h。直线电机悬挂在前后车轴上
对转向架的曲线通过影响不大。在曲线通过条件下不加
激励时, 对有直线电机与无直线电机的车辆通过性能进
行比较, 见图 10 ̄图13。带直线电机的独立车轮轮轨横向
力最大值为 23.38 kN,
无直线电机的独立车
轮轮轨横向力最大值
为 18.95 kN。带有直线
电机的独立车轮轮重
减载率最大值为
0.195, 无直线 电 机 的
独立车轮轮重减载率 最大为 0.234。
图 10 一位轮对横移响应比较
( a) 直线轨道
( b) 曲线轨道
图 7 构架悬挂式电机气隙变化
4.2 独立车轮自动对中 取摩擦系数 μ=0.3, 计算比较采用上述两种踏面下
800
一系悬挂刚度 X, Y, Z (/ MN·m-1)
电机悬挂刚度 X, Y, Z
15, 5, 1.5 (/ MN·m-1)
12, 8, 15
空气弹簧刚度 X, Y, Z
二系牵引拉杆刚度
(/ MN·m-1)
0.3, 0.3, 0.45 (/ MN·m-1)
13
橡胶摩擦旁承刚度 Z(/ MN·m-1) 6 橡胶摩擦旁承摩擦系数
存在蛇形运动对一系悬挂水平刚度取值的限制。为了降 低独立车轮可能出现的摇头振动, 限制车轴的倾覆, 确保 直线电机气隙大小, 一系悬挂水平刚度应取较大值。模型 的 一 系 纵 向 刚 度 为 15 MN/m, 横 向 刚 度 为 5 MN/m, 一 系 垂向刚度兼顾直线运行平稳性和曲线通过性能, 保证曲 线通过时轮重减载率在允许范围内。一系使用橡胶堆弹 簧, 并设有限位器防止构架位移过大。由于构架与直线电 机间设有横向拉杆, 一系的垂向刚度也不宜太软, 取值为 1.5 MN/m。 2.4 制动
Key wor ds:linear induction motor; mass transit vehicle; independent wheel; dynamics
1 直线电机轨道车辆
随着城市建设进程的发展, 直线电机驱动的轨道车 辆( 以下简称 LIM 车辆) 的运用越来越广泛。它具有城市 轨道交通的选线灵活, 车辆起动加速和停车减速性能优 越, 受环境影响小, 对环境造成的振动和噪声较小的优 点。此外, 采用直线电机驱动的地铁隧道半径可以缩小, 从而有效降低地铁建设造价。本文拟对直线感应电机驱 动的独立车轮轨道车辆( 见图 1) 作可行性探讨并进行动 力学分析。
第 29 卷 第 3 期 2006 年 5 月 20 日
◆ 研究开发 ◆
电力机车与城轨车辆 Electric Locomotives & Mass Transit Vehicles
Vol. 29 No. 3 May 20th, 2006
采用独立车轮的直线电机轨道车辆 的动力学分析
林 俊, 戴焕云, 池茂儒
0.2
林俊 等·采用独立车轮的直线电机轨道车辆的动力学分析·2006 年第 3 期
表 2 中为独立车轮车辆模型主要部件的自由度[2]。
构件 名称 左轮 右轮 车轴 构架 车体 摇枕
电机
表 2 独立车轮车辆模型的自由度
纵向
横移
运动类型
浮沉
侧滚
摇头
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Xw
Yw
Zw
Φw
ψw
XT
YT
ZT
ΦT
对独立车轮来说, 由于理论上不存在纵向蠕滑力, 不
-36-
图 5 直线电机车辆动力学模型
表 1 独立车轮车辆模型基本参数
车体质量 /kg
2.90E+04 电机质量 /kg
520
构架质量 /kg
1.40E+03 车轴质量 /kg
650
车轮质量 /kg
310 摇枕质量 /kg
350
车体质心高 /mm
1 350 抗侧滚扭杆刚度 (/ MN·rad-1) 1
由于直线感应电动机的效率和功率因数与气隙成反 比[1], 所以希望气隙小一些, 但考虑到施 工精度 和 运 行 中 的振动和车轮磨损, 气隙也不能太小, 一般多设定在 6~ 12 mm。为了进一步减小直线电机气隙, 提高电机效率, 本 设计方案采用新的电机悬挂方式, 即将独立车轮运用到