车辆动力学读书报告Word文件下载.docx

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1.1论文选题背景和研究意义11-14

1.2列车动力学研究现状14-16

1.3牵引制动动力学研究现状16-18

1.4论文主要工作18-19

第2章基于循环变量的模块化建模和求解方法19-30

2.1列车动力学研究方法的发展19-20

2.2基于循环变量的模块化建模方法20-23

2.2.1传统动力学建模存在的局限性20-21

2.2.2基于循环变量的模块化建模方法的思路21-23

2.3三维空间耦合列车动力学仿真的优点23-24

2.4仿真软件正确性验证24-29

2.4.1重载货车单车模型验证24-27

2.4.2重载列车模型验证27-29

2.5本章小结29-30

第3章列车空气制动理论及仿真软件30-40

3.1国内外列车空气制动系统研究现状30-31

3.2列车空气制动系统理论31-35

3.2.1列车空气制动系统数学模型31-32

3.2.2气体流动基本方程32-33

3.2.3数学方程的求解方法33-34

3.2.4边界条件34-35

3.3重载列车运行仿真系统35-37

3.4三维耦合动力学仿真系统联合仿真37-39

3.5本章小结39-40

第4章重载列车牵引和制动分析40-89

4.1重载列车直线线路牵引制动动力学性能40-58

4.1.1列车直线线路牵引动力学性能40-42

4.1.2列车直线线路制动动力学性能42-49

4.1.3列车直线线路惰行动力学性能49-50

4.1.4列车直线线路不同牵引力牵引时动力学性能比较50-52

4.1.5组合重载列车牵引制动动力学性能52-58

4.1.6不同编组辆数在直线线路制动时动力学性能58

4.2重载列车曲线线路牵引和制动工况分析58-64

4.2.1曲线对列车动力学性能的影响58-60

4.2.2列车牵引通过曲线时动力学性能60-62

4.2.3列车惰行通过曲线时动力学性能62-63

4.2.4列车在曲线线路上牵引制动工况对比63-64

4.3重载列车坡道牵引和制动工况分析64-75

4.3.1坡道对列车动力学性能的影响64-66

4.3.2上坡道牵引时的动力学性能66-67

4.3.3下坡道惰行时的动力学性能67-69

4.3.4下坡道制动时的动力学性能69-70

4.3.5下坡道混合制动时的动力学性能70-72

4.3.6下坡道缓解时的动力学性能72-75

4.4空重车混编牵引制动工况分析75-88

4.4.1空重车混编牵引运行时的动力学性能75-80

4.4.2空重车混编制动时的动力学性能80-88

4.5本章小结88-89

结论89-90

致谢90-91

参考文献91-95

摘要：

重载运输是除高速以外,铁路现代化的又一个标志。

发展铁路重载运输得到世界上越来越多国家的重视,已被国际上公认为铁路货运发展的方向。

20世纪

80年代,我国修建了第一条电气化重载铁路—大秦线,在此之后重载运输在我国得到了快速发展。

随着重载列车编组的扩大、列车重量增大,长度增加,轴重增大和运营速度的提高,列车运行中的牵引力及制动力加大,制动波传递时间加长,各种与牵引和制动特性相关的安全事故频发,已经严重影响重载列车的安全运行,因而对长大重载列车牵引和制动动力学进行系统的研究,对于确保长大重载列车运输系统的行车安全具有非常重大的意义。

而目前对牵引和制动动力学的研究都集中在纵向动力学方面,没有对其垂向和横向动力学的研究,所以很有必要展开对牵引和制动纵向、横向和垂向综合考虑的系统动力学研究,这也正是本文的研究目的。

此外,目前列车动力学仿真中普遍采用等波速传播的空气制动特性,没有考虑空气制动的动态制动特性,因而会造成较大的误差。

针对传统列车动力学研究中出现的自由度众多,难于计算处理等局限以及动力学仿真中采用等波速制动特性带来的误差,本文运用基于循环变量的模块化建模及数值求解方法结合基于空气流动理论的空气制动仿真系统对重载列车牵引和制动动力学做了较为系统的研究,主要从以下几个方面进行分析：

（1）重载列车牵引和制动对动力学影

响的基本原理；

（2）重载列车在直线、曲线和坡道上牵引、惰行和制动时的动力学性能；

（3）分析比较在牵引和制动工况下机车不同组合编组时纵向冲动的差异,确定机车最佳组合方式 （4）分析比较在牵引和制动工况下空重车混合编组时空车编组在不同位置时动力学性能,确定空车最佳编组位置。

通过对重载列车牵引和制动系统动力学的全面分析,初步揭示了其与线路、编组和操纵方式之间的相互作用关系,反映了重载列车运行过程中的动态运行行为。

3.田光荣.重载列车系统动力学研究.《西南交通大学》.2009目录：

第1章绪论11-18

1.1铁路重载运输的发展11-14

1.1.1国外重载运输发展现状11-13

1.1.2国内重载运输发展现状13-14

1.2列车动力学的研究发展及其现状14-16

1.2.1国外研究现状14-15

1.2.2国内研究现状15-16

1.3论文选题背景及研究意义16-17

1.4论文主要工作17

1.5本章小结17-18

第2章列车动力学研究方法及相关理论18-23

2.1铁路车辆多体系统动力学概述18-19

2.2列车动力学建模及求解新方法19-22

2.2.1概述19

2.2.2基于循环变量的模块化建模方法的思路19-22

2.2.3三维空间耦合列车动力学仿真的优点22

2.3本章小结22-23

第3章列车动力学仿真软件验证23-32

3.1重载货车动力学模型及仿真验证23-27

3.1.1重载货车计算模型23-26

3.1.2重载货车模型仿真计算26-27

3.2重载列车动力学模型及仿真验证27-31

3.2.1重载列车模型的建立27-30

3.2.2重载列车动力学仿真计算30-31

3.3本章小结31-32

第4章重载货车动力学分析32-46

4.1铁路重载车辆的特点32

4.2车辆系统运动方程32

4.3动力学性能评定标准32-34

4.4重载货车直线运行动力响应分析34-40

4.4.1运行平稳性分析34-35

4.4.2运动稳定性分析35-38

4.4.3运行安全性分析38-40

4.5重载货车通过曲线时动力学性能分析40-45

4.5.1运行平稳性分析40-42

4.5.2运行安全性分析42-45

4.6本章小结45-46

第5章重载列车系统动力学研究46-76

5.1线路曲线参数对列车动力学性能的影响46-56

5.1.1曲线参数对列车动力学性能的影响47-50

5.1.2列车动力学性能与曲线位置的关系50-56

5.2线路坡道参数对列车动力学性能的影响56-61

5.2.1坡度对列车动力学性能的影响57-58

5.2.2列车动力学性能与坡道位置的关系58-61

5.3列车编组对列车动力学性能的影响61-69

5.3.1牵引方式对重载列车动力学性能的影响61-63

5.3.2空重车混编对重载列车动力学性能的影响63-68

5.3.3列车编组辆数对重载列车动力学性能的影响68-69

5.4列车操纵方式对列车动力学性能的影响69-74

5.4.1列车纵向冲动机理69-70

5.4.2列车操纵方式对列车动力学性能的影响70-74

5.5不同匀速工况比较74-75

5.6本章小结75-76

第6章列车空气制动系统仿真研究76-90

6.1列车空气制动系统研究现状76-78

6.1.1国外列车空气制动系统研究现状76-77

6.1.2国内列车空气制动系统研究现状77-78

6.2列车空气制动系统理论78-84

6.2.1列车空气制动系统数学模型78-83

6.2.2边界条件83-84

6.2.3数学求解方法84

6.3列车空气制动系统仿真初步研究84-89

6.4本章小结89-90

结论90-91

致谢91-92

参考文献92-99

自20世纪60年代以来,发展铁路重载运输得到世界上越来越多国家的重视。

长期以来,铁路运输以其速度快、运量大、安全方便、耗能低等优点在我国交通运输中占据着十分重要的地位。

但是,多方面的原因导致我国运能与运量之间的矛盾异常突出。

发展重载运输,大幅度提高列车的运载量是解决我国日益激化的铁路货运矛盾的重要途径和根本对策。

然而,由于列车重量增加,长度增加,车辆轴重增大,列车运行中的牵引力及制动力加大,制动波传递时间加长,而且列车所占的线路纵横断面比较复杂,因此,重载列车的受力情况远比一般列车复杂。

列车的冲动、断钩、脱钩、脱轨,以至货物及车辆设备损坏增多、线路变形及养护维修工作量增大、轮轨磨耗加剧等,已成为重载铁路运输中的突出问题。

重载列车系统动力学是随着重载列车的发展而建立起来的,其研究对象是重载列车在线路上运行时的动态行为特

性,研究目的是分析重载列车在运行过程中机车车辆与线路、列车中机车车辆之间相互关系和相互作用,并寻求合理措施来改善他们之间的动态相互关系,降低其有害作用,保证重载列车运行安全可靠。

重载列车系统动力学研究的问题比较多,涉及面广,有机车的、车辆的、线路的各种问题,还有列车编组的、机车配置的以及机车操纵等方面的问题。

本文首先以作为列车构成的基本要素的重载货车为对象,分析了车辆结构或特性参数对车辆动力学性能的影响规律。

接着,针对传统列车动力学研究中出现的自由度众多,难于计算处理等局限,本文运用基于循环变量的模块化建模及数值求解方法对重载列车动力学做了较为系统的研究,主要从以下几个方面进行分析:

（1）重载列车与线路之间的相互作用和相互关系,具体而言包括直线、曲线、坡道以及由三者构成的空间曲线;

（2）重载列车动力学性能与编组之间的关系,具体而言涉及编组辆数、机车配置以及空重车混编等方面;

（3）重载列车机车操纵与系统动力学之间的密切关系,具体分析列车加速、匀速（包括理想匀速、均衡匀速）和减速之间的关系;

（4）重载列车空气制动系统初步仿真研究,主要分析列车空气制动系统中空气传播特性以及多种参数对制动性能的影响规律。

经过初步分析,系统反映了重载货车结构和特性参数对动力学性