高速列车轮轨系统动力学的视景仿真模拟研究.pdf

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1、摘要我国高速铁路进入快速发展时期，确保高速动车组安全高效运行，是一项重要的研究工作．系统仿真是一种以计算机和仿真系统软件为工具，对现实系统或未来系统进行动态试验研究的理论方法，依据高速列车运行仿真视景系统的设计要求，建立模拟高速列车运行的数学模型，构建对象的三维模型，再现列车运行状态的真实效果，显示观、经济、安全、实验周期短等优点．本文建立了单轮对的动力学方程并求其数值解，基于oPENGL、VegaPrime开发了高速列车轮轨关系三维动态模拟系统，将轮轨的接触形态以三维视景的形式展示，模拟出列车轮对的运动情况，有一定的理论和现实意义．本文共五章，第一章

2、介绍高速列车轮轨系统的基本概念及轮轨滚动接触理论和空问轮轨接触几何关系，第二章介绍轮轨滚动接触理论和空问轮轨接触几何关系，设计迹线法的程序实现流程，第三章对单轮对在直线轨道上的运动建立非线性动力学方程并计算，展示出轮轨非线性作用关系的形态特征．第四章设计三维轮轨几何接触计算程序contact并结合三维视景程序的结果计算单轮对运动的微分方程．第五章利用更完善的虚拟现实技术开发高速列车轮轨关系三维动态模拟系统，显示直观的轮轨接触计算机三维视景效果．最后总结论文内容并展望有待继续解决的问题．关键词高速列车动力学，轮轨关系，非线性分析，视景仿真，虚拟现实Abs

3、tractTheHi曲．speedrailway’SdevelopmentinChinahasenteredallrapidperiod，toensureHighSpeedEMUsafetyande伍cientoperationisanimportantresearchwork，Simulationisallapproachwhichusecomputersandsoftwaretools，tosimulateorforecastthefutureofrealdynamicsystem．basedonhigh-speed仃alnoperat]onsim

4、ulationvisualsystemdesign’Srequirements．theestablishmentofhigh-speedtrainoperationsimulationmodelconstructThree．dimensionalobjectmodel．reproducethetrueeffectofthetrainrunning，showsvisual，economic，security，andhastheadvantageofshortexperimentalperiod．Thispaperestablishedasingle．wh

5、eeldynamicequationsandfinditsnumericalsolution．developedahigh．speed仃aintllree．dimensionaldynamicsimulationsystembetweenwheelandrailbasedon0PENGL．VegaPrime．thewheel．railcontactsituationhasbeendisplayedbytheformofthree．dimension，Simulatethemovementofthetrainwheel，hasacertaintheore

6、ticalandpracticalsignificance．ThisPaperisconsistingoffivechapters．Thefirstchapterintroduceshigh．speedtrainwheelandrailsystem．thebasicconceptsandrollingcontacttheoryandspatialrelationshipbetweenwheel．railcontactgeometry．thesecondchapteriSdevotedtorollingcontacttheoryofwheel—railc

7、ontactgeometryandspatialrelations．designtrace-lineprogramimplementationprocession．thethirdchapterestablishasinglewheel‘Snonlineardynamicequationsofmotioninastraightline，andcalculate．showingtherelationshipbetweenwheelandrailmorphologicalcharacteristiesofthenonlinearinteraction．Ch

8、apterfourdesignthree．dimensionalwheel．railconta