车轮非园化磨耗毕业设计

西南交通大学本科毕业设计（论文）车轮非圆化对车辆运行性能的影响研究西南交通大学本科毕业设计(论文)第页I院系机械工程系专业机械设计制造及其自动化（车辆工程）年级姓名题目车轮非圆化对车辆运行性能的影响研究指导教师评语指导教师(签章)评阅人评语评阅人(签章)成绩答辩委员会主任(签章)年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第页II毕业设计（论文）任务书班级城轨车辆工程一班学生姓名学号发题日期：年月日完成日期：月日题目车轮非圆化对车辆运行性能的影响研究1、本论文的目的、意义车轮非圆化将引起车辆在运行过程中比较大的变化，从而对乘客舒适性、行车稳定性和安全性、包括在运行过程中车辆和轨道的各个部件使用寿命都有很大的影响，例如加剧轮轨间磨损，车轮凹坑形侧磨等等。这不仅影响轮轨服役时间，严重的情况可能引发脱轨。因此，进一步分析车轮非圆化引起的原因以及研究其对轮对服役性能的影响具有重要意义。本文通过对车轮非圆化引起原因的展开讨论，进行对某型高速动车建模分析计算及仿真，研究车轮非圆化对轮对服役性能的影响，进而分析研究其对车辆动力学性能的影响。2、学生应完成的任务（1）查阅资料，了解车轮非圆化对车辆运行性能的影响以及国内外研究现状；（2）分析车轮非圆化对车辆运行性能的影响以及形成原因，并且拟定分析方案；（3）查阅相关车辆数据，熟练掌握SIMPACK软件，并用其建立高速动车模型；（4利用SIMPACK和MATLAB软件对模型进行性能的联合分析以及参数优化；（5）完成相关外文翻译以及撰写论文工作。西南交通大学本科毕业设计(论文)第页III3、论文各部分内容及时间分配：（共16周）第一部分查阅资料了解车轮非圆化对车辆运行性能的影响和研究现状等(2周)第二部分熟练掌握相关建模分析软件，并完成相关外文翻译工作(4周)第三部分运用SIMPACK完成某型高速动车的建模和修改(3周)第四部分对所建客车模型进行动力学特性分析并且完成参数优化(3周)第五部分撰写论文并完成修改和整合工作(2周)评阅及答辩(2周)备注指导教师：年月日审批人：年月日西南交通大学本科毕业设计(论文)第页IV摘要高速列车车轮非圆化对车辆系统的动力学特性具有较大影响。为了研究其对车辆系统的动力特性的影响程度,可以利用多体系统动力学软件SIMPACK建立一个某高速动车组车辆系统动力学模型,进而分析其不同工况下的稳定性、平稳性及安全性指标和研究车轮非圆化现象对列车运行过程中的影响。运用多体系统动力学软件SIMPACK仿真分析和MATLAB软件,联合计算分析该型号高速列车车轮非圆化形态对轮轨行为的影响。通过仿真，可以发现车轮非圆化对轮轨横向、垂向动力学特性的影响，从而影响了车辆运行的稳定性及安全性。本论文针对某型高速列车车轮非圆化现象进行分析和研究。通过多体系统动力学软件SIMPACK的建模仿真，讨论研究车轮非圆化现象对车辆系统的动力学特性的影响，以及在得到分析结果的同时，进一步讨论如何较好地改善车轮非圆化，从而提高车辆运行的稳定性和安全性。假定只有车轮圆周方向的圆度发生改变，来研究车轮非圆化对高速车辆动力学性能的影响。结果表明：车轮非圆化对车辆运行过程中的轮轨力、横向和纵向蠕滑力以及车轮磨耗功等都有影响,增大车体振动，从而影响了乘车舒适性。关键词：车轮非圆化；SIMPACK；平稳性；安全性；高速列车西南交通大学本科毕业设计(论文)第页VAbstractThestatusofout-of-roundhigh-speedwheelscanseriouslyinfluencethedynamicbehaviorsofrailwayvehicles.Tostudytheextentofinfluenceonthedynamicbehaviorsofrailwayvehicles,wecanbuildadynamicmodelofacertainEMUusingthecommercialcodeSIMPACKtodevelopeadynamicmodelforahigh-speedvehicle,toanalyzethestability,ridequalityandsafetyindexunderdifferentconditionsandtostudytheinfluencethestatusofout-of-roundhigh-speedwheelshasonthedynamicbehaviorsofrailwayvehicles.UsingthecommercialcodeSIMPACKtoanalyzewithMATLAB,wecancalculateandanalyzetheinfluencesofthestatusoftheout-of-roundhigh-speedwheelsonthedynamicalbehaviorofthewheels/rails.Theanalyzeddynamicalbehaviorofthewheelsshowusthattheout-of-roundhasagreatinfluenceonthelateralandverticaldynamicperformancesofthewheels,whichaffectsthedynamiccharacteristicsandrunningperformanceofvehiclesystems.Thepurposeofthispaperistostudyandthestatusofout-of-roundhigh-speedwheels.Adynamicmodelforahigh-speedvehicleisbuiltandanalyzedbyhecommercialcodeSIMPACK,todiscusstheinfluencethestatusofout-of-roundhigh-speedwheelshasonthedynamicbehaviorsofrailwayvehicles.Atthesametime,wecandiscussthesolutiontothestatusofout-of-roundhigh-speedwheelsfurther.Ofcourse,thegooddynamiccharacteristicsandrunningperformanceofvehiclesystemswillbeensured.Itisassumedthatwheelsofout-of-roundnesschanges,toanalyzethestatusofout-of-roundhigh-speedwheels.Theresultshowsthatwheelsofout-of-roundnesshasaninfluenceonthewheel/railforce,thelateralandlongitudinalcreepforceandwheelwear,whichwillincreasethevibrationofcarbodyandaffectoftheridecomfort.keywords：Out-of-roundhigh-speedwheels;SIMPACK;Ridequality;Safety;High-speedtrain西南交通大学本科毕业设计(论文)第页VI目录第1章绪论..........................................................11.1研究目的及意义...................................................11.2车轮非圆化国内外研究现状.........................................21.2.1车轮非圆化国内研究现状..................................21.2.2车轮非圆化国外研究现状..................................31.3本文主要研究内容.................................................4第2章某型高速动车动力学建模........................................52.1SIMPACK软件简介..................................................52.2高速动车结构概述及其技术参数.....................................62.2.1高速动车转向架整体结构概述..............................62.2.2高速动车主要技术参数....................................62.3车辆系统动力学理论模型...........................................72.4多体系统车辆动力学建模的原则与方法...............................82.4.1多体系统车辆动力学建模的基本原则........................82.4.2多体系统车辆动力学建模的基本方法........................92.5基于SIMPACK的高速动车动力学建模.................................92.5.1车辆建模基本假设........................................92.5.2利用SIMPACK建立车辆动力学模型..........................92.6本章小结........................................................11第3章车轮非圆化对车辆运行性能影响................................113.1车辆动力学性能评定方法..........................................113.1.1车辆运行稳定性的评价指标...............................123.1.2车辆运行平稳性评价指标.................................153.2轨道不平顺的处理...............................................173.3直线上平稳性分析及曲线通过性能分析..............................183.3.1车辆直线运行平稳性分析.................................183.3.2车辆曲线通过性能分析...................................193.4非圆化对车辆动力学性能影响分析..................................213.5本章小结........................................................29西南交通大学本科毕业设计(论文)第页VII第4章总结与展望...................................................304.1结论............................................................304.2展望............................................................30致谢...............................................................31参考文献............................................................32西