高速磁浮車(chē)輛—道岔梁耦合振動(dòng)建模與仿真分析

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1、西南交通大學(xué)曲南父逋大罕學(xué)位論文創(chuàng)新性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是在導(dǎo)師指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包括任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫(xiě)過(guò)的研究成果。對(duì)本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律責(zé)任由本人承擔(dān)。本學(xué)位論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：1．建立了大型鋼結(jié)構(gòu)磁浮道岔梁的梁?jiǎn)卧桶鍐卧邢拊Ｐ?，詳?xì)分析了磁浮道岔梁固有頻率與振型，并采用通用多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)軟件仿真(SIMPACK)、有限元軟件ANSYS

2、與FORTRAN程序聯(lián)合仿真的兩種技術(shù)途徑，實(shí)現(xiàn)了磁浮車(chē)輛一道岔梁耦合振動(dòng)的數(shù)值仿真。2．仿真分析了磁浮車(chē)輛直向和側(cè)向過(guò)岔時(shí)車(chē)岔耦合系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)響應(yīng)，初步獲得磁浮車(chē)輛一道岔耦合振動(dòng)響應(yīng)的基本特征與規(guī)律，研究結(jié)果可為磁浮道岔梁技術(shù)研究及其工程應(yīng)用提供參考。學(xué)位論文作者簽名：廄鍤j者日期：。凈尹月／日西南交通大學(xué)學(xué)位論文使用授權(quán)書(shū)本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)西南交通大學(xué)可以將本論文的

3、全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。本學(xué)位論文屬于1．保密口，在——年后解密后適用本授權(quán)書(shū)。2．不保密囹，適用本授權(quán)書(shū)。(請(qǐng)?jiān)诜娇騼?nèi)打“√”)學(xué)位論文作者簽名：廊啪日期：杪7年州日指導(dǎo)教師簽名：乏多糾日期：卅年弘月廠(chǎng)日西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第1頁(yè)第1章緒論1．1磁浮列車(chē)原理及技術(shù)特點(diǎn)磁浮列車(chē)是一種新型地面軌道交通系統(tǒng)，它主要依靠電磁力來(lái)實(shí)現(xiàn)支承、導(dǎo)向、牽引和制動(dòng)功能。與常規(guī)輪軌列車(chē)相比，具有低噪音、低能耗、無(wú)污染、安全舒適和高速高

4、效的特點(diǎn)，被認(rèn)為是一種具有廣闊前景的新型交通工具。磁浮列車(chē)主要由懸浮系統(tǒng)、推進(jìn)系統(tǒng)和導(dǎo)向系統(tǒng)三大部分組成，懸浮模式可分為永磁懸浮(PMS)、常導(dǎo)電磁懸浮(EMS)、超導(dǎo)電動(dòng)懸浮(EDS)、高溫超導(dǎo)磁懸浮(HTS)以及以上四種方式組合后的混合電磁懸浮方式。其中，目前研究較多、發(fā)展較為成熟的是電磁懸浮與電動(dòng)懸浮兩種方式，電磁懸浮是對(duì)車(chē)載的、置于導(dǎo)軌下方的懸浮電磁鐵通電勵(lì)磁而產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁鐵與軌道上的導(dǎo)磁構(gòu)件相互吸引，將列車(chē)向上吸起懸浮于軌道上，磁鐵和導(dǎo)磁軌道之間的懸浮間隙一般約為8"---'12mm；

5、電動(dòng)懸浮是車(chē)載磁體的運(yùn)動(dòng)磁場(chǎng)在安裝于線(xiàn)路上的懸浮線(xiàn)圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，兩者相互作用，使軌道產(chǎn)生～個(gè)向上的斥力將列車(chē)懸浮于路面一定高度，一般為10ft--"150mm。常導(dǎo)電磁懸浮列車(chē)可分為低速和高速型。低速常導(dǎo)吸力型磁浮列車(chē)?yán)秒姶盆F的橫向自復(fù)位特性，由相對(duì)于導(dǎo)軌中心線(xiàn)錯(cuò)位布置的懸浮電磁鐵提供導(dǎo)向力；高速常導(dǎo)吸力型磁浮列車(chē)則需要專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)向電磁鐵提供導(dǎo)向力；兩者都依靠直線(xiàn)電機(jī)提供縱向牽引，但低速磁浮列車(chē)采用直線(xiàn)感應(yīng)電機(jī)(LIM)，短定子固定在車(chē)體上，高速磁浮列車(chē)則采用直線(xiàn)同步電機(jī)(LSM)，長(zhǎng)定子固

6、定在線(xiàn)路上，其牽引來(lái)自線(xiàn)路【11。1．2國(guó)內(nèi)外磁浮列車(chē)技術(shù)發(fā)展概況(1)德國(guó)磁懸浮技術(shù)的研究源于德國(guó)，早在1922年德國(guó)工程師赫爾曼·肯西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第2頁(yè)佩爾就提出了電磁懸浮原理，井于1934年申請(qǐng)了磁懸浮列車(chē)的專(zhuān)利。1968年德國(guó)開(kāi)始研究磁懸浮列車(chē)，第一輛磁浮原理車(chē)MBB于1971年在一段約700m長(zhǎng)的試驗(yàn)線(xiàn)路上進(jìn)行試驗(yàn)運(yùn)行。采用車(chē)兩側(cè)的短定子直線(xiàn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。1975年和1976年ThyssenHenschel公司分別研制出HMBl號(hào)和HMB2號(hào)磁浮車(chē)，并在試驗(yàn)線(xiàn)上率先實(shí)現(xiàn)了線(xiàn)

7、路側(cè)長(zhǎng)定子直線(xiàn)同步電機(jī)驅(qū)動(dòng)和載人長(zhǎng)定子磁浮試驗(yàn)車(chē)運(yùn)行。德國(guó)磁浮列車(chē)技術(shù)研究初期，常導(dǎo)和超導(dǎo)并重，1977年前后分別研制出常導(dǎo)電磁鐵吸引式和超導(dǎo)電磁鐵相斥式試驗(yàn)車(chē)輛，后來(lái)經(jīng)過(guò)分析比較認(rèn)為，超導(dǎo)磁浮鐵路所需的技術(shù)水平太高，短期內(nèi)難以取得較大進(jìn)展，遂決定集中力量發(fā)展常導(dǎo)磁浮鐵路。1979年，在漢堡舉行的一次國(guó)際交通工具展覽會(huì)期間，Transrapid05(以下簡(jiǎn)稱(chēng)TR05)實(shí)現(xiàn)了在900米試驗(yàn)線(xiàn)上載客5萬(wàn)多人次。1980年德國(guó)埃姆斯蘭磁浮試驗(yàn)線(xiàn)正式開(kāi)工，1984年，埃姆斯蘭試驗(yàn)線(xiàn)北段經(jīng)過(guò)4年建設(shè)終于完

8、工，1985年，埃姆斯蘭試驗(yàn)線(xiàn)南段開(kāi)始施工，其長(zhǎng)度為10公里。1987年，TR06在埃姆斯蘭以392公里的時(shí)速試車(chē)成功，全長(zhǎng)31．8公里。1993年，TR07型磁浮列車(chē)在埃姆斯蘭試驗(yàn)最高速度達(dá)到450km／h。1999年，TR08在埃姆斯蘭試車(chē)，該車(chē)身長(zhǎng)788米，92個(gè)座位，晟高時(shí)速可達(dá)500公里。圖1-1所示為德國(guó)磁懸浮列車(chē)Transrapidt2*I。f

9、揣8ft，l_蘆盞磁祭品曙{基量眵I圖1-l德國(guó)磁懸浮列車(chē)Transrapid德國(guó)磁懸浮西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁(yè)(2)日本日本