四軸軌道加載車(chē)垂向動(dòng)力學(xué)優(yōu)化及恒載控制研究.pdf

1、我國(guó)鐵路事業(yè)正向著高速、重載的方向迅速發(fā)展，對(duì)線路工程的要求也越來(lái)越高，從以前僅對(duì)線路進(jìn)行理論研究，到今天將線路實(shí)體工程作為研究對(duì)象，開(kāi)展線路工程子系統(tǒng)中實(shí)體線路的系統(tǒng)試驗(yàn)研究，因此，軌道加載車(chē)成為其中必不可少的試驗(yàn)設(shè)備。目前有不少國(guó)家都研制了軌道加載設(shè)備，我國(guó)也于2011年新研制了六軸軌道加載車(chē)。迄今為止，運(yùn)用的軌道加載車(chē)都是四軸的，因此，很有必要對(duì)四軸軌道加載車(chē)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)研究，分析在我國(guó)軌道上四軸軌道加載車(chē)的運(yùn)行情況，這對(duì)于我國(guó)新研

2、制的六軸軌道加載車(chē)具有一定的借鑒意義。本文對(duì)四軸軌道加載車(chē)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化分析和垂向恒載控制研究，進(jìn)一步考察定點(diǎn)加載工況下四軸軌道加載車(chē)的安全性。
　　首先針對(duì)四軸軌道加載車(chē)初步分析中，最大輪重減載率已超出我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的情況，對(duì)影響垂向性能的參數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)優(yōu)化分析，得到一、二系懸掛的參數(shù)范圍，使得最大輪重減載率降低至合格范圍，加載車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　然后為了分析軌道不平順對(duì)四軸軌道加載車(chē)加載性能的影響，本文建立了

3、垂向作動(dòng)器動(dòng)力學(xué)模型，利用仿真軟件進(jìn)行“動(dòng)力學(xué)-PI控制”聯(lián)合仿真，分析了在直線上施加垂向荷載時(shí)，作動(dòng)器不同剛度、軌道周期不平順和隨機(jī)不平順對(duì)加載車(chē)加載力的影響。結(jié)果顯示作動(dòng)器采用軟剛度可以提高加載力穩(wěn)定性；軌道周期高頻激擾對(duì)加載車(chē)垂向加載力穩(wěn)定性和垂向平穩(wěn)性指標(biāo)影響較大；中長(zhǎng)波不平順對(duì)加載力穩(wěn)定性和動(dòng)力學(xué)性能影響較小，但是較大幅值的中長(zhǎng)波軌道激勵(lì)對(duì)加載力穩(wěn)定性的影響不能忽視，20m波長(zhǎng)對(duì)加載力穩(wěn)定性的影響很大。在具有較差不平順的直線上

4、對(duì)加載車(chē)垂向加載力進(jìn)行PI控制后，能有效保證垂向加載力的恒定，計(jì)算表明有無(wú)控制對(duì)移動(dòng)加載車(chē)動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)影響不大。
　　最后對(duì)加載車(chē)進(jìn)行了定點(diǎn)加載傾覆安全性分析，所有定點(diǎn)加載工況的傾覆系數(shù)均小于0.8，滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。定點(diǎn)加載時(shí)，不管是在直線還是在曲線上，隨著動(dòng)載頻率的增大，幅值的降低，傾覆系數(shù)呈減小趨勢(shì)，且垂向靜載比動(dòng)載對(duì)傾覆系數(shù)的影響更大。
　　通過(guò)計(jì)算分析，優(yōu)化后的四軸軌道加載車(chē)各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求，定點(diǎn)加載工況