永磁悬浮列车悬浮架结构对比分析及参数优化研究OA

为探究悬浮架结构及其参数对悬挂式永磁悬浮列车系统动力学的影响特性,以便确定合理的参数范围,利用Maxwell有限元软件构建永磁悬浮系统磁轨关系有限元模型,并设计试验进行模型验证。采用Simpack软件建立了悬浮模块下置-导向轮端置式悬浮架(LFLBGE)和悬浮模块-导向轮中置式悬浮架(LFLGM)两种结构的车桥耦合动力学模型,分析悬浮架与轨道梁的相互作用关系。对比了LFLBGE和LFLGM两种结构在不同速度条件下的车辆和轨道梁振动响应及车体乘坐舒适度差异,评价两种结构的适用性。在此基础上,对LFLGM进行参数优化,深入研究导向轮刚度和垂向安装位置对车桥耦合系统振动的影响规律,并确定其合理取值范围。研究结果表明,在10~90 km/h速度范围内空载运行时,LFLGM的悬浮架、轨道梁及车体的振动响应均小于LFLBGE,表明LFLGM可以改善列车乘坐的舒适性,LFLGM动力学性能优于LFLBGE。LFLGM系统横向振动响应受导向轮刚度影响较垂向大,且随刚度增大而增大。增大导向轮刚度在一定程度上可以减小悬浮架横向偏移,但会产生更大的横向冲击振动,建议导向轮刚度取值为6 MN/m。车体横向和侧滚振动加速度随导向轮安装高度的增大先减小后增大,将下层导向轮的垂向安装位置调整为相对悬浮架质心-0.13 m后可以有效降低车桥的相互作用。研究结果可为进一步优化悬挂式永磁悬浮列车结构和提高列车运行平稳性提供参考。