【摘 要】
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磁浮列车有着噪声小、能耗少、更低碳等诸多优点,在未来将成为一种广泛使用的新型轨道交通工具。随着磁浮线路的大量修建,对磁浮线路修建时的自动化装备的需求愈加强烈。磁浮轨排铺设装备便应运而生,该设备是一种用于磁浮线路施工的自动化铺轨设备,可以完成载运轨道,铺设轨道等任务,它的出现将会极大地提高磁浮线路的修建速度。本文以磁浮轨排铺设装备为研究对象,针对设备在实际使用及运行中的结构及动力学等方面的问题,进行
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磁浮列车有着噪声小、能耗少、更低碳等诸多优点,在未来将成为一种广泛使用的新型轨道交通工具。随着磁浮线路的大量修建,对磁浮线路修建时的自动化装备的需求愈加强烈。磁浮轨排铺设装备便应运而生,该设备是一种用于磁浮线路施工的自动化铺轨设备,可以完成载运轨道,铺设轨道等任务,它的出现将会极大地提高磁浮线路的修建速度。本文以磁浮轨排铺设装备为研究对象,针对设备在实际使用及运行中的结构及动力学等方面的问题,进行了如下研究:首先,对磁浮轨排铺设装备框架及磁浮轨道进行了静力学分析。运用有限元方法,在有限元分析软件Workbench中建立了设备框架及磁浮轨道的有限元模型,分工况对它们进行了静力学仿真分析,得到其应力及应变的仿真等值线图,最大值均小于许用值,说明了设备框架能够满足使用要求,并且不会导致磁浮轨道发生破坏从而影响日后的使用。其次,建立了磁浮轨排铺设装备-轨道耦合系统的动力学模型,对系统动力学模型进行受力分析,运用牛顿-欧拉法及达朗贝尔原理建立了系统各类运动的动力学微分方程。对轨道不平顺进行了阐述,选择确定性模型——谐波激励作为悬挂装置参数分析的外部激励;选择随机性模型——德国高干扰轨道不平顺功率谱,对其进行时频转换得到时域模型,以此作为系统随机响应分析的外部激励。再次,运用翟方法的思想,在MATLAB中编写了系统动力学仿真程序,以谐波激励作为外部输入,用控制变量的方法,分析了上悬挂装置参数、下悬挂装置参数、侧悬挂装置参数的改变对系统各类振动响应的影响,探讨了各悬挂装置参数的合理取值范围。最后,在悬挂装置参数分析结果的建议下选取了一组参数,以德国高干扰时域模型作为外部输入,对两种工况下的系统振动响应进行了分析,得到:各类振动均收敛,振动幅值在可接受范围内;设备主体沉浮运动的加速度最大值小于规定值,运行平稳性评价为优。说明悬挂装置参数的选择满足要求。综上,本论文对磁浮轨排铺设装备结构及动力学进行了仿真分析研究,研究结果对今后设备结构的优化与改进、悬挂装置参数选择及设备运行时的稳定性研究提供了参考,对该设备早日投入实际工程运用有着重要意义。
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