铁路货物装载建模和动力学仿真

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文4．2多体系统动力学的理论介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯264．3ADAMS的基本算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯274．3．1选择坐标系⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．274．3．2建立动力学方程⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．274．3．3方程的求解算法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．284．4货车模型的建立⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯284．5线路模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．5．1概述⋯⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯294．5．2脉冲线路激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．304．5．3谐波不平顺激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．304．5．4曲线线路⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．304．5．5轨道几何不平顺⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．314．5．6随机不平顺激励⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．⋯⋯⋯⋯⋯．324．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯32第5章动力学计算机仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

3、⋯⋯⋯⋯⋯⋯335．1创建模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯335．1．1车体⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．345．1．2ADAMS／view中导入模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．355．1．3模型属性设置⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．365．2ADAMS仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．385．2．1脉冲激励仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．385．2．2谐波激励仿真⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．395．3

4、本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯40结论与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯4l1结1硷⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．412展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．41致谤}⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．43参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯44攻读硕士学位期间发表的论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

5、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯47西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1引言第1章绪论铁路交通是交通运输的大动脉，全国货运量的60％由铁路运输承担，而且几乎承担了所有大吨和长距离货物的运输。随着人民群众经济收入的增加，对运输业的要求也越来越多，特别的铁路方面。近年来，我国铁路部门通过改革体制和革新技术等措施，使本国铁路事业取得前所未有的快速发展，它同时也使国民经济得到了飞速发展。铁路是现代化的主要工具，与其他运输工具相比，铁路运输的特点是快速、运输能力强、安全稳定、经济有效、运输货物形状不受限制和运输经常性好而且基本不会因气候原因而中断运输，提高货物运输

6、效率历来是交通运输领域一个重要的课题。然而铁路货车在高速运行中受到的各种惯性力、横向风力和通过曲线时受到的离心力等，若是货物装载加固工作不到位，会引起货物在车辆中发生位置移动、翻动或滚动，从而造成货车的重心偏离货车几何中心位置，容易导致车辆脱轨、倾覆等严重事故发生【11。因此，铁路货物装载加固定型方案是否合理有效，也是铁路运输安全研究的一个重点。国内货物装载加固工作，一般是依据已有的方案进行对比装载，面对国外铁路货物装载规则的完善，以及我国货物装载现状研究，我国对铁路货物装载加固定型的方案，大部分是根据以往的装载经验得出的装载方案。本文通过对货物的分

7、类、货物装载基本技术条件的探讨，以及动力学理论的研究，对铁路货物装载模型进行适当简化，使用Solidworks软件建立三维实体模型，再导入ADAMS中进行仿真，加载激励后，对货物的位移、速度以及加速度变化情况进行分析，为今后设计更优、更合理的装载方案奠定基础。1．2铁路货物装载研究背景和意义我国地域辽阔、地形复杂，铁路运输具有不可替代的作用，铁路运输承担全国一半以上的货运量，而且基本上所有的大吨和长距离货物也是通过铁路来实现运输的。近年来，随着铁路连续提速和可持续发展战略的实施，铁路运输将变得更加重要。铁路运输相对于其他运输工具的优势主要表现在几个方

8、面【2】：◆气候环境适应性较强，除了洪水的环境外，铁路运输可以不分昼夜地进行定期、有规律、准确的传送，相对于