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《基于模態(tài)分析的列車輪對結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號______________________________密級______________________________ＵＤＣ______________________________編號______________________________碩士學(xué)位論文基于模態(tài)分析的列車輪對結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究學(xué)位申請人：江煒文學(xué)位學(xué)科：交通運(yùn)輸工程指導(dǎo)老師：周建民教授副指導(dǎo)老師：謝鋒云副教授答辯日期：2018年5月27日獨(dú)創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文是我個(gè)人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果。盡我所知，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表和
2、撰寫的研究成果，也不包含為獲得華東交通大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書所使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。本人簽名_______________日期____________關(guān)于論文使用授權(quán)的說明本人完全了解華東交通大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱。學(xué)校可以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文。保密的論文在解密后遵守此規(guī)定，本論文無保密內(nèi)容。本人簽名____________導(dǎo)師簽名__________日期_________摘要基于模態(tài)分析的
3、列車輪對結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究摘要鐵路發(fā)展受到國家高度重視，已經(jīng)成為我國綜合國力的重要象征，也是我國在國際競爭中的主要發(fā)展優(yōu)勢，隨著列車速度不斷提升，列車平穩(wěn)運(yùn)行越來越受關(guān)注。輪對作為列車轉(zhuǎn)向架的重要組成部分，在列車運(yùn)行過程中，承擔(dān)著導(dǎo)向、承載等重要作用，它的穩(wěn)定性直接影響列車平穩(wěn)運(yùn)行，所以研究輪對的結(jié)構(gòu)特性并優(yōu)化其結(jié)構(gòu)參數(shù)十分必要。為了有效研究輪對結(jié)構(gòu)性能，本文以CRH380列車1:2的輪對模型作為研究對象，構(gòu)建輪對的有限元模型，進(jìn)行有限元模態(tài)分析，結(jié)合試驗(yàn)?zāi)B(tài)分析結(jié)果修正有限元模型，在模型可靠的基礎(chǔ)上，對輪對結(jié)構(gòu)尺寸進(jìn)行優(yōu)化。首先根據(jù)輪對模型實(shí)際尺寸在SolidWorks中建立幾何三維
4、模型，再導(dǎo)入ANSYS中，設(shè)置材料參數(shù)并劃分網(wǎng)格，建立輪對有限元模型，再進(jìn)行有限元模態(tài)分析，得到輪對的仿真模態(tài)參數(shù)。其次搭建模態(tài)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，采集輪對試驗(yàn)?zāi)B(tài)數(shù)據(jù)，利用力錘激勵作為系統(tǒng)的輸入信號，加速度傳感器測量輪對響應(yīng)加速度信號，數(shù)據(jù)采集器采集，獲得輪對的輸出響應(yīng)信號。然后對采集信號進(jìn)行預(yù)處理以及模態(tài)參數(shù)識別，先對原始信號進(jìn)行濾波，通過希爾伯特黃變換（HHT）得到模態(tài)參數(shù)，該變換分為兩步，先進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解（EMD），再進(jìn)行希爾伯特變換，通過添加帶通濾波器避免EMD分解出現(xiàn)混疊現(xiàn)象，結(jié)果表明，改進(jìn)后的EMD分解能有效分解響應(yīng)信號，獲得輪對實(shí)際模態(tài)參數(shù)。通過仿真與試驗(yàn)分析結(jié)果對比，修
5、正輪對有限元模型，提高輪對模型的可靠性。經(jīng)過模型的修正后，可以將實(shí)驗(yàn)與仿真結(jié)果的誤差控制在5%以內(nèi)，從而驗(yàn)證了模型的可靠性，為后續(xù)輪對結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供前提條件。最后優(yōu)化輪對結(jié)構(gòu)，在輪對模型可靠的基礎(chǔ)上，考慮輪對質(zhì)量、變形、所受應(yīng)力等因素，對輪軸總長度、車輪直徑、車輪寬度進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)果表明，優(yōu)化后的輪對質(zhì)量減輕了11.495%，總體變形量減小了16.6%，最大等效應(yīng)力也下降了4.87%，從而降低了輪對的制造成本，提高了運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低了疲勞損傷的程度。關(guān)鍵字：輪對，模態(tài)分析，HHT變換，EMD分解，結(jié)構(gòu)優(yōu)化IAbstractSTRUCTURALOPTIMIZATIONOFTRAI
6、NWHEELSETBASEDONMODALANALYSISABSTRACTDevelopmentofrailwayhasbeenhighlyvaluedbythestate.RailwayhasbecomeanimportantsymbolofChina'scomprehensivenationalstrengthandthemaindevelopmentadvantageofourcountryininternationalcompetition.Withthecontinuousimprovementofspeed,moreandmoreattentionhasbeenpai
7、dtothesmoothrunningoftrain.Asanimportantpartofthetrainbogie,thewheelpairbearstheimportantroleofguidanceandbearingduringthetrainoperation.Thestabilityofwheelsetdirectlyaffectsthesmoothrunningoftrain,soitisnecessarytostudythestructuralcharacter
