【摘 要】
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跨座式单轨交通车辆具有爬坡能力强、曲线通过半径小以及线路规划对城市空间利用率高等优点。近年来在国内引起了广泛关注。本文针对新型窄轨跨座式单轨车辆,详细分析了跨座式单轨车辆的总体结构、拓扑关系以及走行和导向机理。基于多体动力学建模理论,在UM软件中建立新型窄轨跨座式单轨车辆动力学仿真模型。参考GB/T 5599-2019中相关动力学性能评价指标,结合跨座式单轨车辆的结构特点,分析并选取出适用于跨座式
【基金项目】
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国家自然科学基金“高速列车车轮多边形非圆化磨耗形成机制及抑制措施研究”（51805450）； 中国科协青年托举人才工程项目“高速列车转向架运维关键技术研究”（2019QNRC001）； “四川省应用基础研究”（2020YJ0075）；
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跨座式单轨交通车辆具有爬坡能力强、曲线通过半径小以及线路规划对城市空间利用率高等优点。近年来在国内引起了广泛关注。本文针对新型窄轨跨座式单轨车辆,详细分析了跨座式单轨车辆的总体结构、拓扑关系以及走行和导向机理。基于多体动力学建模理论,在UM软件中建立新型窄轨跨座式单轨车辆动力学仿真模型。参考GB/T 5599-2019中相关动力学性能评价指标,结合跨座式单轨车辆的结构特点,分析并选取出适用于跨座式单轨车辆的动力学性能评价指标,以此研究车辆悬挂参数对新型窄轨跨座式单轨车辆动力学性能的影响规律,并分析了车辆动力学性能对各悬挂参数的灵敏度。采用小生境多目标遗传算法对新型窄轨跨座式单轨车辆悬挂参数进行了优化分析。最后,基于新型窄轨跨座式单轨车辆-轨道梁耦合动力学模型,研究了轨道梁挠跨比和轨道梁支座垂向刚度对车辆动力学性能的影响。通过以上研究主要得到如下结论:1.通过分析空气弹簧刚度、抗侧滚扭杆刚度、垂向减振器阻尼和横向减振器阻尼等11个车辆悬挂参数对动力学性能指标的影响规律,以及车辆动力学性能对各个参数灵敏度,结果表明:空气弹簧刚度、垂向减振器阻尼、横向减振器阻尼、走行轮垂向刚度和走行轮侧偏刚度对车辆系统动力学性能指标的影响更为显著。2.以新型窄轨跨座式单轨车辆平稳性指标、车体侧滚角和走行轮侧倾角为目标函数建立评价函数,利用小生境多目标遗传算法对空气弹簧刚度、横向减振器阻尼、垂向减振器阻尼、走行轮垂向刚度和走行轮侧偏刚度进行了优化。结果表明:利用遗传算法优化得到的参数能够使新型窄轨跨座式单轨车辆动力学性能达到更优。3.建立了新型窄轨跨座式单轨列车-轨道梁动力学耦合模型,研究了轨道梁挠跨比和轨道梁支座对车辆动力学性能的影响。结果表明:当轨道梁的挠跨比小于1/6000时跨座式单轨车辆的垂向平稳性指标能够取得较优的结果;轨道梁支座刚度对车辆垂向平稳性指标具有显著影响,随着支座刚度的增加车辆垂向平稳性指标呈现改善趋势,因此针对新型窄轨跨座式轨道梁支座垂向刚度建议大于40MN/m。
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