上海磁浮軌道巡檢車(chē)傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的研究.pdf

1、磁浮交通系統(tǒng)是一種高速安全的地面交通系統(tǒng)。為保證磁浮列車(chē)安全高速運(yùn)行,磁浮軌道必須保持清潔和良好的狀況。本文研究的上海磁浮軌道巡檢車(chē)是一類(lèi)專(zhuān)用工程車(chē)輛,它是磁浮軌道檢測(cè)儀器的移動(dòng)作業(yè)平臺(tái);在必要的時(shí)候,它進(jìn)行牽引作業(yè)。一方面,軌道檢測(cè)儀器對(duì)巡檢車(chē)的振動(dòng)要求非常嚴(yán)格;另一方面,在牽引作業(yè)時(shí),必須防止發(fā)生劇烈的傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)。因此,必須研究巡檢車(chē)傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)振動(dòng)問(wèn)題。
　　本文根據(jù)巡檢車(chē)的工況,分析了巡檢車(chē)的液力變矩器閉鎖狀況。然

2、后,計(jì)算了巡檢車(chē)傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的有關(guān)參數(shù)。根據(jù)液力變矩器的試驗(yàn)結(jié)果,得到了液力變矩器的渦輪和泵輪的動(dòng)態(tài)扭矩,在此基礎(chǔ)上,估計(jì)了液力變矩器的動(dòng)態(tài)扭轉(zhuǎn)阻尼。
　　根據(jù)巡檢車(chē)傳動(dòng)系前后對(duì)稱(chēng)的特點(diǎn),本文建立了兩個(gè)七自由度的傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)模型:液力變矩器閉鎖時(shí)的七自由度線(xiàn)性模型和液力耦合時(shí)的七自由度非線(xiàn)性模型。然后,計(jì)算了液力變矩器閉鎖時(shí)的傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的固有頻率,并將它們與柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的激勵(lì)、車(chē)輛垂直振動(dòng)系統(tǒng)和車(chē)身振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率進(jìn)行了對(duì)

3、比分析,指出它們的固有頻率均遠(yuǎn)離傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率。通過(guò)數(shù)值仿真,計(jì)算了液力耦合時(shí)的傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)響應(yīng)。在此基礎(chǔ)上,指出傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)振動(dòng)較小。
　　在車(chē)速為一個(gè)變量基礎(chǔ)上,本文將一般輪式牽引車(chē)傳動(dòng)系簡(jiǎn)化為二自由度的振動(dòng)系統(tǒng),通過(guò)變量代換,用一個(gè)二階非線(xiàn)性常微分方程來(lái)描述之。通過(guò)常微分方程的定性分析,基于環(huán)域定理,從數(shù)學(xué)上嚴(yán)格證明了一般輪式牽引車(chē)傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)的存在性和存在條件。通過(guò)三變量法,給出了該自激振動(dòng)系統(tǒng)的頻率計(jì)

4、算公式。然后,理論模型的數(shù)值仿真結(jié)果與公開(kāi)文獻(xiàn)的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)比。
　　然后,找到了在任何滑轉(zhuǎn)率下傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)振幅接近零的條件,由此,得到了一個(gè)最小扭轉(zhuǎn)阻尼公式:當(dāng)傳動(dòng)系的扭轉(zhuǎn)阻尼大于最小扭轉(zhuǎn)阻尼時(shí)，在任何滑轉(zhuǎn)率下，傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)振幅都接近零;同時(shí)，可以通過(guò)作圖得到了一個(gè)最大滑轉(zhuǎn)率:對(duì)于小于它的任何滑轉(zhuǎn)率，傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)振幅都接近零。
　　由于最小扭轉(zhuǎn)阻尼公式中不含有剛度參數(shù)，提出了只要阻尼大于最小(扭轉(zhuǎn))阻

5、尼，類(lèi)似傳動(dòng)系的、剛度末知但大小為定值的振動(dòng)系統(tǒng)將進(jìn)入振幅接近零的自激振動(dòng)，從而解決了該類(lèi)振動(dòng)系統(tǒng)的振幅預(yù)測(cè)問(wèn)題。然后，通過(guò)經(jīng)常作用干擾下的穩(wěn)定性分析(局部)表明，本文建立的理論模型可以代表傳動(dòng)系扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)系統(tǒng)的實(shí)際情況。
　　然后，通過(guò)計(jì)算，得到如下結(jié)論:1)巡檢車(chē)在非牽引上坡工況下，其傳動(dòng)系存在扭轉(zhuǎn)自激振動(dòng)，但振幅都接近零，巡檢車(chē)處于穩(wěn)定的安全工況;2)當(dāng)巡檢車(chē)進(jìn)行牽引上坡作業(yè)時(shí)，機(jī)械式變速箱不能處于一檔，否則傳動(dòng)系產(chǎn)生劇烈