悬挂式PRT转向架动力学分析及参数优化
为实现轨道交通绿色可持续发展，解决交通拥堵问题，降低建设成本，小运量的悬挂式PRT（Personal Rapid Transit）系统应运而生。悬挂式PRT系统具有便捷、清洁、快速、经济、舒适等特点，可广泛应用于城市轨道交通支线与景区旅游观光。目前，悬挂式PRT车辆研究尚处于起步阶段，转向架作为车辆的重要部件，是悬挂式PRT车辆研发的关键核心，因此有必要对转向架结构方案、动力学性能开展研究。本文提出一种悬挂式PRT车辆转向架方案，并基于该方案对车辆进行动力学性能分析及优化，具体研究工作如下： （1）提出一种悬挂式PRT车辆转向架方案并进行走行机理分析。总结悬挂式车辆转向架结构特点，提出以四连杆机构为主的悬挂式PRT车辆转向架设计方案。结合轨道梁尺寸和车辆设计要求，明确转向架总体由转向架构架、前后走行系统、中央悬挂系统、驱动传动系统、基础制动装置等构成。进行走行机理和运行阻力分析，确定驱动传动系统传动比、功率与扭矩，确定坡道上车辆不溜车的条件。 （2）建立悬挂式 PRT车辆空间耦合动力学模型。基于悬挂式 PRT车辆转向架设计方案，根据车辆走行机理和载荷传递特性，确定车辆自由度，分析车辆拓扑构型，建立车辆空间耦合动力学模型，运用牛顿法推导车辆动力学微分方程，并运用ADAMS建立悬挂式PRT车辆动力学仿真分析模型。 （3）提出悬挂式PRT车辆动力学评价指标并开展车辆动力学分析。参考GB/T 5599-2019以及国内外单轨车辆的评价方法，提出悬挂式PRT车辆动力学性能评价指标，基于悬挂式PRT车辆动力学模型对悬挂式PRT车辆开展运行稳定性、运行平稳性与舒适性、曲线通过性仿真分析及评价。 （4）开展悬挂式PRT转向架悬挂参数灵敏度分析及多目标优化研究。基于标准化回归系数法对车辆转向架悬挂参数进行灵敏度分析，通过 ADAMS 与modeFRONTIER联合仿真，以未平衡的离心加速度、车体横向振动加速度和车体侧滚角速度为优化目标，采用第二代非支配排序遗传算法进行多目标优化，提升悬挂式PRT车辆的动力学性能。 通过本文研究，提出一种悬挂式PRT车辆转向架设计方案，对悬挂式PRT车辆动力学性能开展分析与优化，提升了车辆动力学性能，为悬挂式PRT车辆转向架设计与研发提供了有益参考。
悬挂式PRT车辆;转向架;动力学分析;参数优化
重庆交通大学
硕士
机械工程;车辆工程
杜子学
2023
中文
U266.2
2023-09-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）