基于幾何與動力學參數(shù)的山區(qū)線路地鐵車輛輪軌磨耗控制研究.pdf

1、地鐵車輛輪軌磨耗會使輪軌接觸關系發(fā)生變化，引起車輛系統(tǒng)動力響應的改變，直接影響地鐵車輛的運行安全性，平穩(wěn)性，穩(wěn)定性以及運營成本。在山區(qū)線路條件下，由于線路等級低、沿途坡度大、曲線半徑小、彎道多等原因，輪軌磨耗的問題更為突出。
　　本研究以減小輪軌磨耗，延長輪軌使用壽命為目的，基于幾何與動力學參數(shù)對山區(qū)線路運行條件下的地鐵車輛輪軌磨耗控制進行了深入研究，主要研究內容及創(chuàng)新點如下:
　　1)基于輪軌磨耗理論和車輛系統(tǒng)動力學理論，

2、運用SIMPACK軟件建立地鐵車輛系統(tǒng)動力學模型，并對地鐵車輛動力學性能和輪軌磨耗進行仿真模擬分析;
　　2)參照《地鐵設計規(guī)范》建立了不同的軌道線路動力學模型，分析計算了軌道參數(shù)（包括曲線半徑、超高、緩和曲線、軌距、軌底坡、軌道潤滑）分別對輪軌磨耗的影響規(guī)律，并據(jù)此提出山區(qū)線路條件下的減磨措施;
　　3)研究了車輛系統(tǒng)參數(shù)（包括車輛幾何參數(shù)和動力學參數(shù)）等對輪軌磨耗的影響規(guī)律，發(fā)現(xiàn)車輛系統(tǒng)參數(shù)的合理設置可以有效控制輪軌磨耗

3、，且?guī)缀螀?shù)對輪軌磨耗影響較大;
　　4)利用modeFRONTIER軟件建立了以車輛動力學參數(shù)為優(yōu)化變量，以磨耗功、輪軌橫向力和輪對沖角為磨耗目標，以臨界失穩(wěn)速度、脫軌系數(shù)、輪重減載率等動力學性能為約束條件的多目標優(yōu)化模型，打破了傳統(tǒng)優(yōu)化方法，實現(xiàn)多參數(shù)多目標優(yōu)化，提高了優(yōu)化精度。
　　5)首次實現(xiàn)了modeFRONTIER和SIMPACK的聯(lián)合仿真，實現(xiàn)了設計參數(shù)和目標參數(shù)在兩個軟件間的數(shù)據(jù)傳遞，并成功應用于地鐵車輛動力