車輛畢業(yè)論文

時間：2024-10-17 15:20:49 其他類論文我要投稿

車輛畢業(yè)論文

　　在動車組的高速運行過程中，機車要不可避免的產(chǎn)生機械振動，看看下面的車輛畢業(yè)論文。

車輛畢業(yè)論文

　　【摘要】振動一方面對于所行走的鐵軌和機車本身的零部件的強度有較大損耗，易造成疲勞破損，另一方面對于車輛運行的平穩(wěn)性和穩(wěn)定性有著決定性的影響，是決定動車組運行安全性的關鍵因素。在現(xiàn)實情況中，深入且準確地分析掌握振動原因是了解動車組振動規(guī)律并提出可行性解決方案的最直接有效的方法。因此對于動車組振動原因的探究具有重要的參考價值。[1]

　　【關鍵詞】動車組；振動；原因

　　1.振動機理

　　在動車組的高速運行中，由于受到各種因素的激擾，車輛與鐵路之間，動車組的各個車輛之間必然會產(chǎn)生相互作用，通過相互作用產(chǎn)生橫向和縱向的不平衡力。另外在制造工藝中，鐵軌不可能絕對平直，絕對剛性，機車的車輪也不可能是理想的幾何圓形。正是由于這種不平衡力與制造誤差，動車組在沿鋼軌運行時會呈現(xiàn)復雜的運動規(guī)律，因此振動便不可避免的產(chǎn)生，對動車組運行的安全性產(chǎn)生重要影響。

　　2.外部條件引起的激振因素

　　2.1軌道接縫處形狀變化

　　如果列車行駛在無縫線路上，由于無縫線路的軌道是整體焊接而成的，鋼軌的各個部分的剛度和強度幾乎一致，在一定的范圍內(nèi)，對于列車來說，可認為平穩(wěn)運行。這種情況是理想狀態(tài)。而對于一般線路，通常是通過魚尾板將兩個12.5m或25m的鋼軌連接起來形成。這樣就導致了一個由于接縫處形狀變化引起的輪軌之間的沖擊，進而使車體產(chǎn)生跳躍振動。

　　對于高速運行的列車而言，由于同一輪對的左右兩車輪的沖擊作用，輪對上實際所受的沖量為左右兩輪的沖量之和。

　　2.2軌道垂向變形

　　一般線路中，鋼制材料的軌道，具有一定的剛度和強度，在列車運行時，由于列車以及乘客的質(zhì)量，使鋼軌受到接觸壓力。軌道具有一定的彈性，在輪重的作用下，產(chǎn)生垂向的彈性變形�；谠诮涌p處的鋼軌的強度較中部相比較低，同時如前述輪對在接縫處的輪軌跳躍沖擊作用，隨著時間的推移，甚至會導致兩端鋼軌的永久變形狀態(tài)。多種因素的作用使鋼軌兩端的垂向彈性變形和鋼軌中部變形量相比差距較大，由于下沉量的不同，軌道形成一種近似正弦曲線的形狀。

　　2.3軌道局部不平順

　　這種軌道的不平順可以用確定的方式來描述，比如軌道上可預見的曲線以及道岔，當列車通過上述結構時，由于通過曲線時為了車輛的安全性，設置的垂向超高，以及必然存在的曲率半徑的變化，軌距的變化，輪軌橫向的受力變化，坡度的改變等因素，均會對列車產(chǎn)生激振的作用；道岔是鐵路軌道的主要結構，列車通過道岔來實現(xiàn)轉(zhuǎn)線運行，但道岔內(nèi)的轍叉區(qū)由于存在有害空間，使得車輪滾動跡線不連續(xù)，造成輪叉沖擊。常出現(xiàn)橫向驟變引起的輪對橫移，剛度特殊性引起的縱向支承剛度跳變等一系列問題。除此之外，由于鋼軌的長時間使用，輪對與鋼軌的不斷接觸與摩擦，導致鋼軌局部會產(chǎn)生磨損，消耗；由于自然因素的作用，鋼軌下的路基會產(chǎn)生一定的凸起和下沉，由于季節(jié)性氣溫變化，鋼軌出現(xiàn)漲縮等軌道局部不平順，都是導致車輛振動的原因。

　　2.4軌道隨機不平順

　　一般由于自然因素和人為的生產(chǎn)測量誤差，必然會導致軌道與預期的理想標準模型存在差距，例如，由于自然原因?qū)е碌匿撥壜坊痪|(zhì)，軌道的實際尺寸與生產(chǎn)標準尺寸存在偏差，這些因素都是隨機發(fā)生的，具有明顯的不確定性，一般可以簡單的.分為水平不平順，垂向不平順、橫向不平順以及軌距不平順四種情況。[2]

　　水平不平順的情況最主要指鋼軌的左右軌道的頂面不可能保持完全的水平，一般稱此種誤差為水平誤差。

　　垂向不平順是由于線路的長期使用使軌道磨損消耗以及路基的不均質(zhì)等因素引起的。短距離的高低不平順會導致輪對垂向力的突變，使車輛產(chǎn)生大幅度垂向振動，由于車輛的負載作用則加速了軌道道床的形變，使這種垂向不平順進入惡性循環(huán)。長度在100~300m的高低不平順一般是由于軌道的磨損消耗產(chǎn)生的。而對于更長距離的軌道不平順，軌道枕木腐朽產(chǎn)生上網(wǎng)變形和路基下沉是主要原因。

　　橫向不平順指左右兩導軌在軌道的延伸方向上出現(xiàn)彎曲不直的現(xiàn)象，引發(fā)原因包括初始的鋪設誤差和后來使用過程中輪對對鋼軌擠壓摩擦導致的橫向變形的雙向累積作用。

　　軌距不平順多數(shù)是由于人為的生產(chǎn)誤差和安裝時的測量誤差產(chǎn)生的。主要導致了輪對與鋼軌的側(cè)面摩擦，加劇了軌道擦傷，和其他的不平順因素共同作用，成為車輛的激振因素。

　　3.車輛自身結構特點的激振因素

　　3.1車輪踏面擦傷[3]

　　車輪外輪廓部分成為踏面，其主要作用是便于列車的曲線通過，使輪對在滾動的過程中具有自動糾正偏離位置的能力，使踏面磨耗沿寬度方面比較均勻。

　　當車輪的踏面存在擦傷時，車輪在滾動的過程中，擦傷處的凹陷使輪軌產(chǎn)生沖擊，鋼軌受到一個向上的沖量作用，相反輪對受到向上的沖量作用，列車發(fā)生垂向振動。

　　3.2車輪質(zhì)量偏心

　　若由于車輪的質(zhì)量不均勻，車輪的質(zhì)心與它的幾何中心存在微小偏差，在車輪的滾動過程中，會產(chǎn)生一個大小恒定的，指向車輪外側(cè)的未平衡的慣性力:

　　由此看出，車輛運行的速度越高，輪對運動角速度越大，輪軌之間的作用力越大，對車輛的激振作用越強。

　　3.3輪對蛇形運動

　　由于具有一定斜度的踏面和輪軌之間的動力作用引起，使輪對在滾動過程中產(chǎn)生橫向位移且伴隨著繞通過其質(zhì)心的鉛垂軸運動，這種耦合運動稱為蛇形運動。當車輛的運行速度超過某一臨界點時，會使蛇形運動加劇，振幅加大，車體出現(xiàn)左右搖擺，輪對與鋼軌發(fā)生嚴重撞擊，車輛發(fā)生劇烈振動，甚至會造成脫軌事故。

　　4.車輛振動的危害

　　車輛振動的過程中，使車輛自身的零件與結構由于載荷作用發(fā)生破壞，又由于輪軌的沖擊作用降低了軌道的使用壽命，如果車輛的振動不加以約束，不僅會造成旅客的乘坐舒適度下降，還會使貨物發(fā)生損傷，當振動達到一定程度時，會影響列車的行車安全性，引發(fā)車輛傾覆，脫軌等事故。

　　5.車輛振動的改善方式

　　車輛的振動是不可避免的，但由于車輛振動存在危害性，我們?nèi)孕枰扇∫欢ǖ拇胧﹣砀纳普駝忧闆r，保障行車安全。

　　在軌道方面，對于軌道的各項設計指標進行嚴格約束，如對于普通列車來說軌頂差不應超過4mm，軌距偏差范圍限定在2mm~4mm之間，正線高低不平順不應超過4mm，軌道方向誤差正線不應超過4mm等，通常我們以軌道鋪進行各項參數(shù)規(guī)定。

　　在車輛方面，設計車輛時盡可能減少簧下質(zhì)量；對運行速度不同的車輛，應分別對其輪對偏心量進行嚴格約束；中央懸掛采用空氣彈簧；增大軸箱及中央懸掛的橫向距離；為了提過車輛的臨界速度，抑制蛇形運動，應選擇合理的軸箱定位剛度，設置抗蛇形減振器和橫向減振器；合理選擇車輪的踏面斜率等。

　　6.結語

　　在車輛的運行過程中，產(chǎn)生的各種振動影響著旅客乘坐的舒適度和裝運貨物的完整性。對于車輛振動的研究是車輛研究的主要課題之一，中國在鐵路方面不斷進步，為世界所矚目，而中國的動車組發(fā)展之路將越走越遠。在不斷深入的研究中，車輛的振動研究也會隨之深入，更多地振動分析需要我們的探索。

　　【參考文獻】

　�。郏保萆誊S進.動車組車輛構造與設計.成都：西南交通大學出版社,2010,2.

　　［２］卜繼玲，傅茂海.動車組結構可靠性與動力學.成都：西南交通大學出版社,2009,5.

　　［３］嚴雋耄，傅茂海.車輛工程.北京：中國鐵道出版社,2009,5.