超导电动悬浮磁力特性及超导磁浮车辆动力学仿真分析

来源 :西南交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shenghuocc
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
超导电动磁浮列车作为区别于常导磁浮列车和传统轮轨列车的新型轨道交通工具,具有速度高、悬浮间隙大、不需要主动控制等优点,在高速及超高速地面交通领域具有良好的应用前景。超导电动悬浮作为磁浮列车稳定运行的核心系统,由于其动态电磁环境十分复杂,超导电磁铁与地面线圈之间动态相互作用力也极为复杂,长期以来超导磁浮列车动力学仿真总是将超导电动悬浮简化为线性弹簧,从而无法准确模拟超导磁浮车辆的动力学行为。因此,本研究开展了超导电动悬浮系统磁力特性研究,建立了超导电动悬浮力与导向力计算模型,并将其应用于超导电动磁浮车辆动力学仿真模拟,开展了超导电动磁浮车辆动力学性能预测与参数优化研究。首先,在分析超导电动磁浮列车电动悬浮系统结构的基础上,利用动态电路原理,推导了悬浮力、导向力和等效阻尼的解析表达式。然后,参考日本MLX01超导磁浮列车电动悬浮系统参数,基于推导的解析表达式计算了不同条件下电磁悬浮力和导向力,给出了电动悬浮力、导向力和等效阻尼与列车运行速度、悬浮间隙和导向间隙的关系曲线,揭示了电动悬浮系统的力学特性,为后续超导磁浮车辆动力学建模和仿真计算提供了基础。其次,分析了超导磁浮列车的转向架结构,利用SIMPACK软件和Simulink软件建立了包含非线性电动悬浮力计算模块的磁浮车辆动力学模型,并参照中国高速铁路无砟轨道不平顺谱反演得到了地面线圈几何不平顺样本。仿真计算了超导磁浮车辆以不同行车速度通过直线轨道和曲线轨道的动力学响应,计算结果表明行车速度对超导电动磁浮车辆动力学性能影响明显;磁浮车辆曲线通过时,超导磁铁悬浮间隙和导向间隙波动量不大,车辆与曲线轨道发生机械碰撞的可能性不大。对比分析了采用非线性电磁力模型和和等效线性化电磁力模型的磁浮车辆动力学响应,结果表明线性化电磁力模型会导致较大的计算误差,超导电动磁浮车辆动力学仿真应优先使用非线性电磁力计算模型。最后,进一步研究了一系悬挂和二系悬挂参数对超导磁浮车辆动力学性能的影响。研究结果表明,一系悬挂刚度对车辆运行平稳性影响非常小,采用较低的二系悬挂垂向刚度,可以有效提高车辆运行平稳性。针对电动悬浮系统阻尼过小导致车辆垂向运行平稳性较差的问题,分析了阻尼线圈工作原理,仿真分析了安装阻尼线圈后超导磁浮车辆的动力学响应,研究发现安装阻尼线圈可以有效改善车辆的垂向运行平稳性。
其他文献
三维重建是通过三维扫描仪器获取物体表面的三维点云数据,并将其转化为计算机识别和显示的三维模型,以便对物体进行定性和定量的分析、显示和处理的关键技术。由三维扫描仪器获得的三维点云数据不可避免的存在着大量的冗余点,为保证三维建模的质量与效率,有必要对点云进行精简等处理。经过精简等处理后的点云数据仍然是无法表现实物模型表面几何形状的散乱点集,如何对散乱点集进行高效准确的建模是三维重建技术的关键问题和主要
研究表明,攻击性驾驶行为是造成道路伤亡事故的主要原因之一。研究攻击性驾驶行为的影响因素,进而抑制攻击性驾驶行为,对提升道路安全水平具有重要的意义。以往对攻击性驾驶行为影响因素的研究多从“驾驶行为”的角度入手,本文将攻击性驾驶行为视为一种“攻击行为”,探索驾驶人的个体攻击性与攻击性驾驶行为的关系,同时,将攻击行为的影响因素—共情能力引入攻击性驾驶行为研究,补充和丰富攻击性驾驶行为的影响因素。本研究以
多级拼装悬臂式挡墙作为一种新型轻型支挡结构,具有施工快捷、材料用量少、边坡绿化方便、耐久性良好、可适宜较高填方边坡等优点,有广泛的工程应用前景。然而,相关设计计算理论尚未建立,特别是在地震作用下其动力响应与力学性能的研究鲜见报道。因此,本文主要采用振动台模型试验、数值模拟和理论分析方法,研究了三级和二级拼装悬臂式挡墙的地震动力响应与特性,主要研究工作与结果如下:(1)基于相似理论,采用量纲分析法设
成都平原是在岷江及其支流水动力作用下形成的冲洪积扇平原,区域内广泛分布受冲洪积作用和冰水沉降作用形成的砂卵石地层。近年来,成都地铁建设进入大力发展阶段,大量线路穿越区域内砂卵石地层。砂卵石地层是一种性质特殊的力学不稳定地层,在地铁施工中由于开挖扰动及其自身特性影响,不可避免会引起地层损失,这一不稳定因素将会引起地表出现大面积沉降或塌陷,影响地表构筑物的安全性,危害居民人身财产安全,引起了社会广泛关
香港现代设计于1960年代早期初露锋芒,西方的现代设计风格和理念逐渐在市场上占据主流地位;第一代平面设计师如石汉瑞、靳埭强作为启蒙者,对香港现代平面设计的萌芽与转型做出了重要贡献。1970年代即交融与图新时期,香港设计界的中坚人物代表陈幼坚脱颖而出,他的实践探索使“香港设计”的地位在八十年代巩固下来。1990年代是香港现代设计的全盛时期,涌现了不少杰出的中青代设计师,如李永铨、刘小康、黄炳培;这一
学位
随着城市轨道交通的快速发展,地铁车辆车轮多边形磨耗现象日益突出,车轮多边形磨耗不仅会加剧轮轨间相互作用力,引起车辆振动和噪声异常,而且还可能导致车辆和轨道零部件的破坏,影响行车安全。近年来,由车轮多边形磨耗造成车辆轨道部件断裂的现象时有发生。一系钢弹簧作为连接轴箱和构架的重要缓冲装置,直接承受来自轮轨的振动,当车轮存在比较严重的车轮多边形磨耗时,一系钢弹簧可能受到较大的振动冲击而发生损伤,而通过现
含膏岩类作为一种蒸发成因的沉积岩,广泛分布于海盆或湖盆中,几乎每个地质时代均有发育,尤其是我国华北地区和西南地区。含膏岩类具有特殊的工程地质特性,在工程前期修建或后期运营维护过程中极易发生病害,给工程带来巨大的安全隐患。含膏岩类包括硬石膏岩、石膏岩、水化硬石膏岩、含膏(泥)灰岩、含膏白云岩、膏溶角砾岩等。含膏岩中的硬石膏遇水后发生水化反应,体积发生膨胀,强度减小。含膏岩属于可溶岩的一种,在地下水的
随着我国地铁车辆不断地提速,其运行的工作环境也愈加恶劣,这便导致转向架构架开裂现象时有发生。为了探究构架开裂的原因,本文以某城市地铁车辆为研究对象,从转向架设计初期阶段的疲劳仿真计算角度出发,将如何快速、准确地获取轨道不平顺激励下构架的振动响应及如何精确地评估构架的随机振动疲劳作为科学问题进行研究。首先基于结构动力学、计算力学等相关力学理论,推导了轨道不平顺激励下,基于虚拟激励算法并通过大质量法直
随着大数据与人工智能时代来临,交通安全相关的辅助导航与智能无人驾驶车辆均需要自动进行路况判别的方法,而构建此类方法的数字道路建模与数据识别模型是其实现的基础,本文将探讨一种基于地理信息系统与卷积神经网络的建模方法。文章在前半部分提出一种基于山区公路平纵线形的栅格数据建模方法。首先,通过对既有研究成果的总结,得出了适当的平、纵两种道路线形几何特征的参数状态界定阈值分别为曲线半径小于等于200与坡度值
磨削在工业领域中具有重要地位,随着科技发展,磨削方式正在向自动化和智能化方向发展。在磨削过程中保持磨削量的均匀性能有效提高工件的磨削质量,通过控制磨削工具与工件表面间的磨削接触力矩能达到控制磨削量的目的。本设计提出了一种基于阻抗控制算法的单自由度电驱柔顺磨削终端执行器,主要内容如下:(1)对比现存不同磨削作业方式间的区别和特点,分析机器人柔顺磨削终端执行器的国内外发展状况和趋势,提出了一种电驱单自