| 基于目标级联分析法的车下设备悬挂参数优化设计 |
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| 引用本文： | 贺小龙, 陈杰, 鄂世举, 唐大勇, 张立民. 基于目标级联分析法的车下设备悬挂参数优化设计[J]. 交通运输工程学报, 2021, 21(6): 321-330. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2021.06.026 |
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| 作者姓名： | 贺小龙 陈杰 鄂世举 唐大勇 张立民 |
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| 作者单位： | 1.浙江师范大学 浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室,浙江 金华 321005;;2.重庆文理学院 智能制造工程学院,重庆 402160;;3.山东大学 机械工程学院,山东 济南 250061;;4.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室,四川 成都 610031 |
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| 基金项目： | 浙江省城市轨道交通智能运维技术与装备重点实验室开放课题ZSDRTKF2020004牵引动力国家重点实验室开放课题TPL2106国家自然科学基金项目52005068中国博士后科学基金项目2021M692874 |
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| 摘 要： | 
为改善高速列车运行舒适度和车下悬挂设备的振动水平,建立了车辆-设备系统垂向动力学模型,推导了车辆系统振动加速度频率响应函数;结合轨道不平顺激励谱函数计算了车下悬挂设备振动加速度均方根,联合人体舒适度加权滤波函数计算了车体振动参考点的垂向舒适度指标;引入目标级联分析(ATC)法逐层分解车辆-设备系统振动指标,构建了车辆-设备系统两层指标分解数学模型,采用指数罚函数策略协调两层振动指标之间的耦合问题;提出了以车辆运行舒适度和车下悬挂设备振动加速度为指标的多目标优化方法,建立了以车下设备悬挂刚度和阻尼为设计变量的优化模型;联合车下设备悬挂参数动力吸振器(DVA)设计法对比探讨了ATC法在复杂车辆系统参数优化设计中的应用效果。分析结果表明：与DVA设计法相比,ATC法优化后车辆中部舒适度在300 km·h-1工况下提高了8.5%,设备振动水平减小了约20%;在全速域区间,ATC法对车体中部的振动衰减是DVA设计法的2倍,且对设备的振动衰减比DVA设计法大4.5 dB;与优化前相比,ATC法优化后车辆中部舒适度指标最大提升了15%,设备振动加速度减小了0.18 m·s-2。
由此可见,ATC法可以运用于复杂轨道车辆结构参数优化设计中,能有效改善车辆系统的振动水平,也可为车下设备悬挂参数优化设计提供指导。
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| 关 键 词： | 高速列车 多目标优化 目标级联分析法 悬挂参数 舒适度指标 振动指标 |
| 收稿时间： | 2021-06-02 |
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