悬挂式单轨车辆曲线通过性能研究

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近年来,城市交通拥堵问题日趋严重,为了有效缓解城市地面交通压力,快速、高效的城市轨道交通开始备受瞩目。由于地铁造价高、工期长,许多城市纷纷把目光投向占地少、工期短、造价相对较低的单轨交通系统。悬挂式单轨交通因其独特的构造,在分担城市交通压力的同时,还具备游览观光功能,到目前为止已经运营将近百年的伍珀塔尔线便是一个成功实例。但我国国内对悬挂式单轨交通系统的研究尚处起步阶段,笔者通过查阅大量相关资料,对悬挂式单轨交通系统车辆做了一个初步研究,目的仅在于为其进一步开发、研究提供一定的理论支持。本文通过对悬挂式单轨车辆结构分析,提取车辆系统中转向架构架、走行轮、导向轮、摇枕、中心销、悬吊装置、车体等主要构成部件,根据相互作用关系和相对运动情况,在SIMPACK中建立动力学模型,设置不同条件进行仿真,计算、分析不同条件下(如不同超高、不同质心高度、不同预导向力等),其曲线通过时系统中导向轮径向力、走行轮等载荷、车体质心的加速度、车体侧滚情况以及车辆运行的安全性和稳定性。本文研究的内容、得出的结果主要包括:1)通过对悬挂式单轨车辆整车模型在由直线、曲线共同构成的线路上的仿真运行,得到走行轮上垂向力和横向力、导向轮上径向力受力变化大致规律,车体侧滚、质心加速度变化情况等结果:2)通过改变曲线超高量,得到不同超高情况下车体侧滚角、车体相对转向架摆角、导向轮径向力、走行轮胎横向力变化曲线,分析得出超高对曲线通过性能的影响。3)通过改变车辆运行速度,得到车体侧滚角与导向轮径向力曲线,得出速度变化对车体侧滚与导向轮径向力的影响;4)考察悬挂式单轨车辆多种预导向力工况下的运行稳定性,验证二系悬挂等弹性元件的参数合理性:5)车体质心位置变化,考察车体侧滚角变化与导向轮最大径向力变化曲线,得出车体质心位置对悬挂式单轨车辆运行性能的影响。
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