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文檔簡介
1、長大貨物軌道運輸車輛在交通運輸中有著十分重要的地位和作用,隨著現(xiàn)代化工業(yè)特別是電力、鋼鐵、礦業(yè)以及化工等行業(yè)的發(fā)展,越來越多的超大貨物對承載的長大貨物車輛提出了新的要求。結(jié)構越來越復雜,尺寸越來越長,載重越來越大,使用頻次和運行速度也不斷提高。這些要求使得車輛運行中彈性變形和彈性振動問題突顯出來,剛?cè)狁詈犀F(xiàn)象明顯,對車輛系統(tǒng)的結(jié)構振動產(chǎn)生很大影響,導致車輛系統(tǒng)的動力學特性變差,嚴重影響了車輛的使用性能,車輛的輕型化要求使得該問題更加突出
2、。因此,研究長大貨物車輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)結(jié)構振動成為當前十分重要的課題。本文將剛?cè)狁詈隙囿w系統(tǒng)動力學理論與有限元分析方法相結(jié)合,對長大貨物車輛系統(tǒng)的結(jié)構振動特性進行分析研究,具有重要的理論和實際意義。
分析了多剛體系統(tǒng)中剛體的運動描述和多體系統(tǒng)的動力學方程?;贘ourdain虛功原理和d'Alembert原理,分析了車輛系統(tǒng)中的彈性體,采用Rayleigh-Ritz方法對彈性體變形問題進行研究和表述,以此為基礎,建立了多體系統(tǒng)中
3、彈性體的運動學方程。
根據(jù)長大貨物車輛中大底架的結(jié)構特點,在合理選擇單元類型及劃分單元后,建立了大底架有限元分析模型,詳細分析了模態(tài)信息。用超單元法對大底架有限元模型進行合理縮減處理,建立了對應的具有動態(tài)特性的適合在車輛系統(tǒng)結(jié)構振動分析中使用的彈性模型,減少了計算自由度總數(shù),保證了計算的準確性和效率。
分析了輪軌接觸關系及其模型、蠕滑力的計算,對車輛系統(tǒng)中存在的間隙、剛度、阻尼和摩擦等非線性因素用線性化方法進行了研究
4、。分析了線路隨機激擾描述方式以及線路譜表達式,對線路譜用傅立葉逆變換進行了數(shù)值模擬,獲得了適合在車輛多體系統(tǒng)建模和動態(tài)仿真中使用的時域樣本。建立了長大貨物車輛剛性系統(tǒng)動力學模型,將經(jīng)有限元分析得到的彈性大底架的模態(tài)信息引入到多體系統(tǒng)中,建立了長大貨物車輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學模型。
對長大貨物車輛進行了實際線路運行試驗,得到了實驗測試結(jié)果。以此為依據(jù),用建立的長大貨物車系統(tǒng)動力學模型對系統(tǒng)進行了仿真分析,獲得了不同速度下車輛系統(tǒng)的
5、結(jié)構振動參數(shù),并與試驗值進行了對比分析。結(jié)果表明剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學模型的仿真結(jié)果比剛性系統(tǒng)動力學模型更符合運行情況,能很好地用于車輛系統(tǒng)的結(jié)構振動分析之中。
分析了大底架模態(tài)選取階數(shù)以及采樣頻率對長大貨物車輛系統(tǒng)結(jié)構振動的影響規(guī)律,確定了適用于長大貨物車輛系統(tǒng)的合理模態(tài)階數(shù)和采樣頻率,使計算精度和計算速度均得到了較好的保證。
利用建立的長大貨物車輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)動力學模型,研究了懸掛剛度、阻尼和速度對長大貨物車輛系統(tǒng)特
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