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1、學(xué)校代號(hào)10532學(xué)號(hào)S1502W0214分類號(hào)U260.11密級(jí)公開(kāi)工程碩士學(xué)位論文輪對(duì)多邊形磨損對(duì)高速列車轉(zhuǎn)向架懸吊部件振動(dòng)影響研究學(xué)位申請(qǐng)人姓名孟祥雷培養(yǎng)單位機(jī)械與運(yùn)載工程學(xué)院導(dǎo)師姓名及職稱張邦基教授成志剛高級(jí)工程師學(xué)科專業(yè)車輛工程研究方向振動(dòng)與噪聲控制(NVH)論文提交日期2018年4月20日ResearchontheEffectofWearofWheelsetPolygonontheVibrationofSuspendedPartsofHigh-speedTrainBogiesByMENGXiangleiB.E.(JilinUniversit
2、y)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofScienceinMechanicalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHANGBangjiAndSeniorEngineerCHENGZhigangMay,2018輪對(duì)多邊形磨損對(duì)高速列車轉(zhuǎn)向架懸吊部件振動(dòng)影響研究摘要鐵路的高速化是當(dāng)今世界鐵路的發(fā)展趨勢(shì)，目前國(guó)產(chǎn)“和諧號(hào)”和“復(fù)興號(hào)”高速列
3、車遍布我國(guó)各大區(qū)域和主要干線。鐵路運(yùn)輸高速化的過(guò)程中，轉(zhuǎn)向架懸吊部件在列車服役期間頻發(fā)失效問(wèn)題引起廣泛關(guān)注，這些問(wèn)題主要與列車的動(dòng)態(tài)特性相關(guān)。本文以某高速列車為研究對(duì)象，以振動(dòng)誘發(fā)的轉(zhuǎn)向架懸吊部件失效機(jī)理為研究?jī)?nèi)容，開(kāi)展轉(zhuǎn)向架懸吊部件在整車耦合大系統(tǒng)下的振動(dòng)行為、振動(dòng)傳遞規(guī)律及振動(dòng)失效研究，旨在從理論入手，結(jié)合仿真計(jì)算，探明振動(dòng)引發(fā)的結(jié)構(gòu)失效作用機(jī)制。主要涉及高速列車整車及懸吊部件振動(dòng)行為研究和高速列車輪軌耦合激勵(lì)研究?jī)煞矫妫唧w的研究工作如下所示：（1）建立考慮轉(zhuǎn)向架懸吊部件的高速列車耦合大系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，采用Hertz非線性接觸理論對(duì)車輛子系統(tǒng)和軌
4、道子系統(tǒng)進(jìn)行耦合，并結(jié)合軌道不平順激勵(lì)對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。（2）探究輪對(duì)多邊形磨損成因及機(jī)理。首先，給出了高速列車輪對(duì)多邊形階數(shù)及徑跳分布狀況；從車輪鏇修、輪對(duì)模態(tài)等方面對(duì)輪對(duì)多邊形成因進(jìn)行分析。第二，從車輪滾動(dòng)多周形成多邊形角度出發(fā)對(duì)多邊形階數(shù)成因進(jìn)行分析。第三，研究踏面輪徑差、多邊形等數(shù)學(xué)模型，分析不同形式激勵(lì)對(duì)車輛軌道耦合系統(tǒng)動(dòng)力特性的影響。最后，結(jié)合輪對(duì)多邊形各階不圓成因，給出減緩車輪不圓化的措施。（3）研究高速列車整車及懸吊部件振動(dòng)行為：基于模態(tài)分析理論，分析轉(zhuǎn)向架懸吊部件的主導(dǎo)模態(tài)與實(shí)際運(yùn)行工況激勵(lì)頻率之間的相關(guān)性，為懸吊部件共振避頻提供理論依
5、據(jù)?；陔S機(jī)振動(dòng)理論，研究在線路不平順激擾下高速列車高速運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)狀態(tài)，分析懸吊部件在不同運(yùn)行工況，不同激勵(lì)頻率的振動(dòng)特征；以200km/h為例，給出不同階數(shù)列車輪對(duì)的徑跳限值。結(jié)果表明：不同車速、輪對(duì)多邊形階數(shù)和徑跳下的輪軌垂向作用力幅值不同；輪對(duì)鏇修僅由輪徑差作為鏇修標(biāo)準(zhǔn)具有片面性，鏇修要綜合考慮常行車速、多邊形階數(shù)等因素；齒輪箱受和輪對(duì)受輪軌激勵(lì)直接影響，對(duì)高頻激勵(lì)敏感，轉(zhuǎn)向架振動(dòng)對(duì)低頻敏感；結(jié)合軌道譜與高階多邊形輸入對(duì)比得出高階多邊形激勵(lì)具有能量集中性；結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)說(shuō)明輪對(duì)多邊形磨損是高速列車懸吊部件失效的重要原因。關(guān)鍵詞：懸吊部件；振動(dòng)行為
6、；鏇修；輪對(duì)多邊形；非線性II工程碩士學(xué)位論文AbstractThehighspeedofrailwaysisthedevelopmenttrendoftherailwaysintheworldtoday.Atpresent,domesticCRHtrainsaredistributedthroughoutmajorregionsandmajortrunklinesinChina.Duringtheprocessofhigh-speedrailwaytransportation,theproblemoffrequentfailureofthebogie
7、suspensioncomponentsduringtheserviceofthetrainattractedwidespreadattention.Theseproblemsaremainlyrelatedtothedynamiccharacteristicsofthetrain.Thisarticletakesahigh-speedtrainsastheresearchobject,andstudiesthevibrationinducedbogiesuspensionmechanismfailuremechanism.Researchonvibr
8、ationbehavior,vibraiontransmissionlawandvibrati
