[优秀论文]磁浮轨检车振动及其对轨道几何参数测量的影响.pdf

上海交通大学
博士学位论文
磁浮轨检车振动及其对轨道几何参数测量的影响
姓名:刘兴初
申请学位级别:博士
专业:车辆工程
指导教师:张建武
20070512
磁浮轨检车振动及其对轨道几何参数测量的影响摘要高速磁浮交通系统是当今地两交通中最先进、最快捷的交通工具。为满足磁浮列车运行安全性的要求,其轨道必须保证良好的状况。本文研究的磁浮轨道自动检测车虺乒旒斐是用来定期对磁浮轨道滑行面、导向面和定子面的几何参数进行测量,为磁浮列车的顺利运营提供安全保障。在测量过程中由于受到磁浮轨道不平度的激励,轨检车会产生振动,势必极大地影响车载测量系统的精度。因此,开展对测量方法特点的研究、车辆振动对测量精度影响的研究以及如何提高测量精度的研究具有重要的学术和工程价值。本文基于小运动假定并根据牛顿第二定律,在把各轮胎简化成刚度与阻尼组合的基础上采用车体坐标系建立了具有鲎杂啥鹊墓检车的线性振动模型。该数学模型计及车体的横向振动、垂向振动、横摆、俯仰及侧滚运动。由于磁浮轨道滑行面和导向面加工制造和材质都一样,因此认为滑行面和导向面的垂向路面随机不平度输入的统计特性是一样的,并采用滤波自噪声作为轨道路面时域随机不平度输入模型。根据建立的轨检车振动模型,文中研究了在轨道滑行面帮导向面的确定性输入以及随机不平度输入下的轨检车在不同轨道运行时的时域特性,并计算了相应测点的功率谱密度。研究表明,磁浮轨检车在以座车速运行时,测点横向振动位移不超过±固哉穸灰撇怀,车辆角度变化不超过,振动频率主要分布在韵拢这为确定磁浮轨道几何参数的测量方法、传感器的选型以及研究轨检上海交通大学博士学位论文
车的振动对传感器测量精度的影响奠定了基础。根据轨检车的振动、磁浮轨道的物理特性及其几何参数的定义,确定了激光三角测距法为基本的测量方法,讨论了影响激光三角测距法测量精度的因素,研究了振动过程中测量原理和由于振动造成的测量误差,并根据轨检车的振动情况确定了相应的激光三角位移传感由于磁浮轨检车实际运行过程中产生振动,使得激光三角测距法从初始的直射式变成斜射式。从纯几何角度分析,这一改变对激光三角位移传感器造成的测量误差很小,但从物理角度分析实际误差比较大。由于激光三角位移传感器本身振动时测量位移还没有具体应用,无法计算振动造成的误差量,因此本文首先设计了垂直振动台架实验来得到垂直振动状态下激光三角位移传感器的测量精度。在此基础上,设计了模拟轨检车以/邓僭诵惺钡氖导收穸榭龅奶ḿ实验来研究角振动对激光三角位移传感器测量精度的影响,发现角振动会对激光三角位移传感器带来很大的测量误差。根据轨检车振动的随机性以及因角振动而带来的测量误差的随机性,采用了误差平均法来减课蟛睿笛榻峁砻髡庖环椒芴岣卟饬烤ǘ龋愎娑的测量要求,可应用于轨检车实车测量。关键词:磁浮轨道轨检车振动三角测距法测量误差器。上海交通大学博士学位论文摘要
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吼砷年翵学位论文作者签名:川岳彻上海交通大学学位论文原创性声明附件四本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
昵铱储产舢敝保密口,在一年解密后适用本授权书。了,彻上海交通大学学位论文版权使用授权书詈墼、卜髓附件五本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电予版,允许论文被查阅和借阅。本人授权上海交通大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于不保密口。朐谝陨戏娇蚰诖颉啊獭指导教师签名:日期、秒名厂者位期,日月搴文学●●
第一章绪论磁浮轨检车究中一个无法回避的主题。而高速磁浮列车系统恰是世纪人类在交通技术领速度是人类在交通技术领域探索的永恒主题,能源则是全世界可持续发展研域围绕这两个主题的一项技术发明。它高速、安全、舒适、节能、环保,是继汽车、轮船、火车、飞机和管道运输之后,填补火车和飞机之间速度空白的一种新型的有轨交通系统。为验证德国常导高速磁浮系统的安全性、可用性和经济性,年月日,世界上首条全长为连接上海浦东国际机场和龙阳地铁站的磁浮商业示范运营线成功实现了单线通车试运营。磁浮列车干线旅行速度可达痟,最高速度在痟以上。虽然磁浮列车非常安全,但由于行驶速度很