基于动力学仿真的悬挂式单轨交通限界计算

文章参考地铁限界标准以及跨座式单轨车辆限界标准,提出了一种结合动力学仿真的悬挂式单轨车辆限界计算方法,计算了一种悬挂式单轨车辆的车辆限界和设备限界,为我国悬挂式单轨交通的建设提供一定的参考。     

悬挂式单轨交通线路技术标准研究

以最大倾斜角度为6.5°、最高行驶速度为50 km/h的悬挂式单轨车辆为例,对悬挂式单轨交通线路的技术标准进行了研究。首先分析了悬挂式单轨车辆区别于传统钢轮钢轨车辆的受力特性,在此基础上,以悬挂式单轨车辆最大倾斜角度、最高行驶速度、允许的未被平衡离心加速度为参数,提出了悬挂式单轨交通线路最小圆曲线半径的计算方法,计算了不同速度条件下的最小圆曲线半径;提出了基于列车倾斜时变率和未被平衡离心加速度时变率的缓和曲线长度分段计算理论和方法,计算了不同曲线半径、不同行驶速度下的最小缓和曲线长度;提出了悬挂式单轨交通线路的最大坡度、竖曲线半径和最小坡段长度等控制指标。     

一种悬挂式单轨转向架结构方案及分析

通过分析德制H-BAHN悬挂式单轨车辆,并结合国内外现行标准、规范及相关专利和文献以及其他相关资料,构建了悬挂式单轨车辆转向架结构模型,分析其中一系、二系悬挂系统及各元器件的作用,并对其曲线通过时各器件性能进行了分析校核。     

利用MATLAB计算地铁线路曲线地段限界的加宽范围及加宽量

地铁线路限界设计是保证地铁车辆安全运行的关键技术。合理精确的限界设计可以减少土建投资,节约成本。其中,相对于直线地段,曲线地段的限界加宽量计算相对复杂,方法也不尽相同。通过分析地铁车辆在圆曲线、缓和曲线以及曲线过渡段的限界加宽量,利用MATLAB编写相应的程序,进一步简化地铁线路曲线地段限界的计算。     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

韩城悬挂式单轨车辆侧滚止挡设置方案研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通1号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点,并基于多体动力学理论,通过仿真计算,对车辆在多种工况下的侧滚情况进行了分析。根据分析结果提出了设置侧滚止挡的必要性及取值建议,并将侧滚角推荐限值应用于韩城悬挂式单轨交通工程设计,达到了减少工程投资的目的,同时也为我国悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据。     

悬挂式单轨列车通过曲线段的动力性能

基于多体动力学理论和模态叠加法建立了悬挂式单轨交通系统车桥耦合动力学模型,分析了轨道梁布置方式、曲线半径和跨度对车桥动力响应的影响。分析结果表明:列车通过单线桥曲线段时,不同轨道梁布置方式对车桥动力响应影响显著,单线桥曲线段轨道梁布置在曲线内侧可同时降低车辆和桥梁结构的横向位移;轨道梁跨中横向位移随跨度和曲线半径增大而增大,导向轮径向力可抑制轨道梁因受车辆重力作用产生的横向变形;为减小车辆与桥梁结构的横向位移,悬挂式单轨交通系统小半径曲线段桥梁跨度宜为15 m。     

悬挂式单轨交通车辆检修工艺及关键设备探讨

通过分析悬挂式单轨交通车辆的特点,结合国内现行标准、规范和其他轨道交通的经验,初步制定悬挂式单轨交通车辆的检修周期及检修停时指标;通过了解国外的实际运用情况,制定悬挂式单轨交通车辆的运用检修工艺流程;重点介绍车辆检修工艺中配备车辆横移装置和专用检修平台等关键设备。解决了悬挂式单轨交通系统车辆段工艺设计的几个关键问题。随着悬挂式单轨交通系统的工程实施,还有许多诸如车辆段总平面布置、停车列检库的布置形式、清洗及吹扫工艺、救援方式等难题需要进一步深入研究和探讨。     

基于舒适度的悬挂式单轨平面曲线参数研究

悬挂式单轨车辆在曲线运动中自主倾斜。舒适度是影响悬挂式单轨线路平面参数的主要因素,研究基于舒适度的平曲线参数合理取值具有重要意义。分析悬挂式单轨车辆力学特性,选取横向倾斜角、未被平衡横向加速度作为圆曲线段舒适度指标,选取横向加速度时变率、横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率作为缓和曲线段舒适度指标。构建舒适度指标与平曲线参数间的关系模型。基于不同舒适度要求、速度、最大倾斜角计算确定线路平面最小曲线半径、缓和曲线长度。当最大倾斜角6°、最大未被平衡横向加速度0.5 m/s~2、速度80 km/h时,平面曲线最小半径应不小于325 m。当半径较小时,缓和曲线长度主要取决于横向倾斜角速度、未被平衡横向加速度时变率。