机车动力学若干问题研究

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1、＾ｍ＾ｈｂｂ８３８０１中图分类号；Ｕ２７０．１１学校代码：ＵＤＣ：公开：６５６．２密级中国铁道科学研究院博±学位论文机车动力学若干问题研巧ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｏｍｅＭａｔｔｅｒｓｏｆＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃｓ作者姓名黄成荣导师姓名康熊申请学位博±学位培养单位中国铁道科学研究院学科专业载运工具运用工程研究方向机车车辆动力学答辩蚕员会主席杨绍普评阅人杨绍普、王悦明、王卫东、李谷、李强、陈厚髓、陈喜红、张卫华、罗世辉、姚建伟、陈国胜、曲天威、张委

2、袖、魏春阳等—五年Ｈ论文提交日期：二〇；：月分类号：Ｕ２７０．ｌｌ学校代码：８３８０１ＵＤＣ：６５６．２密级：公开中国铁道科学研究院博±学位论文机车动力学若干问题研究ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＳｏｍｅＭａｔｔｅｒｓｏｆＬｏｃｏｍｏｔｉｖｅＤｙｎａｍｉｃｓ作者姓名：黄成荣专业：载运工具运用工程研巧方向：机车动力学导师烛名：康熊研究员学位授予单位：中国铁道科学研究院论文提交日期—：二〇五年韦月本文主要围绕机车动力学巧展系列研究工作，包括对我国交流传动机车转向架的

3、结构进行分析，对机车非线性横向运动稳定性进、行研究，对不平顺输入的敏感波长组合不平顺方法轮轨型面匹配的多目标综合方法、动力学参数的正交优选方法等机车动力学分析、中相关方法进行研究，对车轮材料对轮轨接触应力的影响轮轨间水砂等介质对轮轨粘着的影响等交流传动货运机车轮轨关系的相关问题进行研究，并在考虑纵向力横向分量基础上对重载列车中部机车的安全性进行研究。本文的主要研究内容为：我国前几年批量投用了ＨＸＤ１、ＨＸＤ２、ＨＸＤ３、ＨＸＤ１Ｂ、ＨＸＤ２Ｂ、ＨＸＤ３Ｂ、ＨＸＤ１Ｃ、ＨＸＤ２Ｃ、ＨＸＤ３Ｃ、Ｈ

4、ＸＮ３、ＨＸＮ５等１１种和谐型交流传动机车，但缺乏对上述机车转向架结构的对比分析。为了解决上述机车转向架运用中遇到的问题，分类累积、比较转向架的运用数据，改进机车动为学分析的模型，交流传动机车转向架结构分析部分按系统梳理上述转向架的结构特点，并根据工作原理对其进行归纳分类和对比分析。机车横向运动稳定性是机车动力学的重要研究内容。但在相当长，的时间里均Ｗ线性临界速度评价机车的横向运动稳定性，实践中线性临界速度遇到了难Ｗ克服的困难。为了解决上述问题，非线性横向运动稳定性研究部分非线性理论为基础

5、，通过系统分析，对机车运动稳定性的各种临界状态进行全局描述，得到了合理的机车运行限制速度。为做好机车的动力学分析，应正确的输入线路不平顺，选择合适、。的车轮型面，并能准确有效的进行机车相关参数的优化围绕上述目标，机车动力学分析中相关方法研究部分，研究了不平顺输入的敏感波长组合不平顺方法、轮轨型面匹酷的多目标综合方法、动力学参数的巿交优选方法。相对于传统的直流机车而言，采取合适措施降低轮轨磨耗、提高轮轨粘着发挥对交流传动货运机车显得更为重要。为此，交流传动货运机车轮轨相关问题研究部分，在交流传

6、动货运机车２５吨轴重条件下，通过仿真分析研究车轮材料对轮轨接触应力的影响，通过线路试验研究轮轨间水、砂等介质对轮轨粘着的影响。对于重载组合列车的中部机车而言，其安全性问题与列车纵向力及其横向分量密切相关。重载列车中部机车安全性研究部分，研究钩缓装胃的结构及其对重载列车中载荷传递的影响，仿真分析重载列车中部机车在列车纵向力及其横向分量影响下的安全性，并进行了相关线路试验。本文研究的主要结果和结论为：１）针对我国前几年批量投入运用的１１种和谐型交流传动机车转一向架，对转向架总体、构架、轮对与系悬

7、挂、二系悬挂与牵引装貴、轮轴驱动系统等子系统的工作原理进行归纳分类和对比分析，为转向架设计改进和动为学建模提供了基础。２）重点研究了主动齿轮悬臂布置结构、主动齿轮外端简支结构和主动齿轮两端简支结构，剖析了Ｓ种结构对轮轴驱动系统性能与可靠性的影响，有助于转向架设计的结构选型。３）总结了和谐型货运机车转向架在提高环境适应性、可靠性、动力学性能和重载适应性等方面的主要技术特点。４）充分考虑系统非线性特征的运动稳定性临界状态图，可Ｗ全面地描化机车的运动稳定性性能。不能ＷＶ。作为机车运行的限制速度。

8、５）采用数值积分求解运动微分方程组并基于非线性理论对各种临界状态进行全局描述的数值分叉方法，是研究机车非线性稳定性问一题的种可行方法。６）亚临界Ｈ６ｐｆ分叉速度Ｖ。是临界状态图的主要指标，应作为机车运行的限制速度；而机车的运行速