曲线轨道参数对直线电动机地铁车辆曲线通过性能的影响

doi:10.3901/JME.2017.18.131

机械工程学报 ›› 2017, Vol. 53 ›› Issue (18): 131-137.doi: 10.3901/JME.2017.18.131

扫码分享

曲线轨道参数对直线电动机地铁车辆曲线通过性能的影响

熊嘉阳^1,2, 曹亚博¹, 肖新标¹, 温泽峰¹, 金学松¹

1. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都 610031;
2. 西南交通大学峨眉校区机械工程系峨眉 614202

收稿日期:2016-11-08 修回日期:2017-01-15 出版日期:2017-09-20 发布日期:2017-09-20
通讯作者: 温泽峰(通信作者),男,1976年出生,博士,研究员.研究方向为轮轨关系.E-mail:zfwen@home.swjtu.edu.cn
作者简介:熊嘉阳,男,1969年出生,博士,副教授.研究方向为轮轨接触关系及车辆系统动力学.E-mail:jyxiong@home.swjtu.edu.cn
基金资助:
国家自然科学基金（51105318）、教育部博士点基金（20130184110005）和牵引动力国家重点实验室自主课题（2015TPL_T01）资助项目。

Effect of Curved Track Parameters on Curving Performance of Linear Induction Motor Metro Vehicle

XIONG Jiayang^1,2, CAO Yabo¹, XIAO Xinbiao¹, WEN Zefeng¹, JIN Xuesong¹

1. State key Laboratory of Traction Power, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031;
2. Department of Mechanical Engineering, Emei Campus of Southwest Jiaotong University, Emei 614202

Received:2016-11-08 Revised:2017-01-15 Online:2017-09-20 Published:2017-09-20

摘要/Abstract

摘要： 基于铁道车辆-轨道耦合动力学理论，建立考虑轮轨力、直线电动机感应线圈和感应板之间电磁力两种耦合关系的地铁车辆-板式轨道耦合系统动力学模型。模型包括车辆子系统、板式轨道子系统和直线电动机子系统三个部分。运用该动力学模型，研究曲线参数对车辆曲线通过性能的影响。分析结果表明：曲线半径、外轨超高和行车速度共同影响车辆曲线通过性能，车辆曲线通过为平衡状态时，整体曲线通过性能达到最佳；基于安全性的角度，应尽量避免车辆曲线通过处于欠超高状态；轨距加宽处于合理的范围可以提高车辆的曲线通过性能。

关键词: 车辆-轨道耦合动力学, 电磁力耦合, 曲线通过, 直线电动机地铁车辆

Abstract: The linear motor metro vehicle-slab track coupling dynamic model is established based on vehicle-track coupling dynamic theory, in which two kinds of coupling relationships with wheel-rail forces and electromagnetic forces between induction coil and plate of linear motor are considered. The model includes the vehicle subsystem, the slab track subsystem and the linear induction motor subsystem. The effect of curved track parameters on the curving performance of the vehicle is studied by using this model. The results show that curving performance of the vehicle is affected jointly by the curve radius, the curved track super-elevation and the curving speed. The overall curving performance of the vehicle reaches the best when the vehicle is under an equilibrium state. From the safety point of view it should be avoided that vehicle is in a track cant deficiency state. And a reasonable gauge widening can improve the curving performance of vehicle.

Key words: curving performance, electromagnetic force coupling, LIM metro vehicle, vehicle-track coupling dynamic

中图分类号:

U270

熊嘉阳, 曹亚博, 肖新标, 温泽峰, 金学松. 曲线轨道参数对直线电动机地铁车辆曲线通过性能的影响[J]. 机械工程学报, 2017, 53(18): 131-137.

XIONG Jiayang, CAO Yabo, XIAO Xinbiao, WEN Zefeng, JIN Xuesong. Effect of Curved Track Parameters on Curving Performance of Linear Induction Motor Metro Vehicle[J]. Journal of Mechanical Engineering, 2017, 53(18): 131-137.

参考文献

[1] KALMAN G P, IRANID, SIMPSON A U. Elcetric propulsion system for linear induciton motor test[C]//Proceedings of the IEEE, 1973, 61(5):621-630.
[2] HOBBS A E W, PEARCE T G. Lateral dynamics of the linear induction motor test vehicle[J]. Journal of Dyamic Systems Measurement and Control, 1974, 96 (6):147-157.
[3] RUMSEY A, WALLACE A, JEFFIIES A. Propulsion and control consideration fro and intermediate capacity transit system[C]//IEEE Industry Applications Society Annual Meeting, 1981:274-277.
[4] MAY C, GRAY L W. Vehicle structure for the intermediate capacity transit system vehicles[C]//Institution of Mechanical Engineers Conference Publications, 1985:23-27.
[5] MATSUMOTO A, AKIRA. Research & Development of linear motor driven metro system[J]. Japanese Railway Engineering, 1988, 107:8-11.
[6] FORTIN C, JOSEPH A. Dynamic curving Simulation of forced-steering rail vehicles[D]. Kingston:Queen's University, 1985.
[7] 张格妍. 车辆-浮置板轨道垂向耦合动力学特性研究[D]. 北京:北京交通大学, 2004. ZHANG Geyan. Study on vertical coupling dynamic behavior of vehicles and track of floating slab[D]. Beijing:Beijing Jiaotong University, 2004.
[8] 李玲. 车轮多边形化对直线电动机车辆动力学行为的影响[D]. 成都:西南交通大学, 2010. LI Ling. Influence of polygonal wheel of subway LIM train on dynamic behavior[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2010.
[9] 夏景辉. 直线电动机轮轨交通气隙及轨道平顺性对系统动力响应影响研究[D]. 北京:北京交通大学, 2011. XIA Jinghui. Study on effects of the gap between LIM and RP and track irregularity on system dynamic response for linear metro[D]. Beijing:Beijing Jiaotong University, 2011.
[10] 吴磊. 地铁车辆-钢弹簧浮置板轨道动态响应研究[D]. 成都:西南交通大学, 2012. WU Lei. Study on coupling dynamic behavior of metro vehicles and track of steel spring floating slab[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2012.
[11] 肖新标. 复杂环境状态下高速列车脱轨机理研究[D]. 成都:西南交通大学, 2013. XIAO Xinbiao. Study on high-speed train erailment mechanism in severe environment[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2013.
[12] 熊嘉阳. 直线电机地铁车辆-板式轨道耦合系统动力响应研究[D]. 成都:西南交通大学, 2014. XIONG Jiayang. Study on dynamic response of linear motor metro vehicle coupled with slab track[D]. Chengdu:Southwest Jiaotong University, 2014.

[1]	陈清华, 杨云帆, 閤鑫, 凌亮, 王开云. 基于电磁力作用的地铁列车防滑控制研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(6): 334-341.
[2]	李牧皛, 刘鹏飞. 复杂轮轨摩擦条件下驱动方式对地铁轮轨动态相互作用影响研究[J]. 机械工程学报, 2024, 60(14): 215-226.
[3]	王佳诺, 王奇, 韩健, 肖新标, 金学松. 考虑弹性轮对的车辆-轨道耦合动力学建模及减振特性研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(8): 235-244.
[4]	郭欣茹, 杨云帆, 王超, 凌亮, 王开云, 翟婉明. 制动工况下多边形车轮对轮轨动态相互作用影响研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(8): 196-203.
[5]	郭欣茹, 杨云帆, 凌亮, 陈哲, 王开云, 翟婉明. 防滑控制策略对机车车轮的损伤影响研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(22): 369-379.
[6]	杨云帆, 凌亮, 张涛, 王开云, 翟婉明. 牵引/制动载荷和复杂黏着条件对地铁轮轨动态相互作用影响研究[J]. 机械工程学报, 2023, 59(12): 284-296.
[7]	胡帛茹, 赵春发, 蔡文锋, 龚俊虎, 冯洋. 两种中低速磁浮车辆动力学性能仿真对比分析[J]. 机械工程学报, 2023, 59(10): 311-322.
[8]	张恒, 凌亮, 昌超, 翟婉明, 王开云. 基于线性轨道涡流制动器的高速列车风致安全主动控制研究[J]. 机械工程学报, 2022, 58(8): 195-203.
[9]	董少迪, 唐兆, 王开云, 王建斌, 黎荣, 张建军. 数字孪生在列车曲线通过性能预测中的应用研究[J]. 机械工程学报, 2022, 58(18): 240-250.
[10]	杨云帆, 刘志强, 高贤波, 凌亮, 王开云, 翟婉明. 电力机车车轮非圆化磨耗特征及其对轮轨动态冲击作用影响分析[J]. 机械工程学报, 2021, 57(4): 130-139.
[11]	杨云帆, 陶功权, 吴磊, 温泽峰. 两种驱动电机地铁车辆轮轨动态相互作用对比分析[J]. 机械工程学报, 2019, 55(14): 112-121.
[12]	王玉光, 卢纯, 赵鑫, 温泽峰, JIN Xuesong. 高速动车组车轮滚动接触疲劳观测与模拟研究[J]. 机械工程学报, 2018, 54(4): 150-157.
[13]	杨光, 任尊松. 基于弹性模型的高速列车曲线通过时轮轨接触特性研究[J]. 机械工程学报, 2018, 54(4): 132-141.
[14]	孙宇, 朱胜阳, 翟婉明. 车轮踏面凹形磨耗对轮轨相互作用的影响研究[J]. 机械工程学报, 2018, 54(4): 109-116.
[15]	田师峤, 罗湘萍, 任利惠, 宫岛, 孙煜. 基于地铁车辆二系回转角的主动径向研究[J]. 机械工程学报, 2018, 54(24): 147-153.

曲线轨道参数对直线电动机地铁车辆曲线通过性能的影响

Effect of Curved Track Parameters on Curving Performance of Linear Induction Motor Metro Vehicle

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价