论文部分内容阅读
跨座式单轨车辆是跨座式单轨交通系统的关键技术装备。现行的跨座式单轨车辆有两种形式,一种是重庆轨道交通二号线、三号线均采用的基于空气悬架的双轴转向架单轨车辆,由于悬挂系统采用空气悬架,显著提高了车辆的运行平稳性,并使转向架更加轻巧,易于维护;另一种则是庞巴迪研发的采用沙漏弹簧的单轴式转向架单轨车辆,该车在运行平稳性上逊于采用空气悬架的双轴转向架。目前,国内对使用空气悬架的单轴转向架研究很少,因此本文通过对基于空气悬架的单轴式单轨转向架的结构方案进行设计并对车辆动力学性能以及动力学参数进了分析和优化,研究的内容及成果如下:(1)在分析比较现行的双轴式单轨转向架和单轴式单轨转向架结构特点的基础上,提出了基于空气悬架的单轴式单轨转向架的结构方案并分析其走行机理。(2)对复杂整车系统的部件和结构进行简化,建立了基于空气悬架的单轴式单轨车辆拓扑结构模型和单轨车辆的多体动力学仿真分析模型。(3)对基于空气悬架的单轴式单轨车辆动力学性能进行仿真分析,并获取了该车的曲线通过性、行车稳定性、运行平稳性和舒适性等动力学性能。分析结果显示采用空气悬架的单轴式单轨车辆以不同车速运行时平稳性指标均小于2.5,表明采用空气悬架的单轴式单轨车辆运行平稳性确实优于采用沙漏簧的单轴式单轨车辆。(4)为了优化匹配的悬架参数,使得单轨车辆在保持其运行平稳性的同时,进一步提高车辆的行车稳定性。利用灵敏度分析方法,筛选出对单轴式单轨车辆行车稳定性影响显著的空气悬架参数。(5)最后应用多目标优化方法与多体动力学方法相结合进行联合仿真,将影响较显著的空气悬架参数作为设计变量,以单轨车辆行车稳定性能为目标进行优化,得到匹配的空气悬架参数。优化结果显示车辆俯仰角较优化前减小了9.7%,车体横摆角较优化前减小了3.4%,表明单轴式单轨车辆的行车稳定性能得到了一定的改善。