基于列車運動的軌道與地面振動能量回收機理研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代城市的發(fā)展,城市軌道車輛在人們的日常生活中的作用越來越重要。城市軌道車輛在方便人們出行的同時,缺點也逐漸體現(xiàn)出來,特別是軌道列車在運行過程中產生的振動越來越被很多人關注。城市軌道車輛的運行速度、車輛載重量、軌道不平順等參數(shù),決定了軌道不同程度的振動,因此振動能量也發(fā)生了變化。這些振動能量大部分被軌道本身吸收并且無價值的消耗掉。
　　在以往關于軌道振動的研究當中,基本上都是關注于分析軌道振動產生的原因以及怎樣緩解這種振動的產

2、生和如何避免。本文則提出一種基于城市軌道車輛運動的軌道垂向振動能量回收方法,通過建立車輛荷載簡化模型,以軌道簡諧不平順作為車輛振動的激擾輸入,在Simulink中仿真車輛荷載;采用壓電陶瓷作為機電能量轉換的關鍵元件,并以經典的壓電理論為基礎,結合機械振動學的相關知識,構建壓電發(fā)電裝置的機電耦合模型模型,從而得到軌道振動作為激振源的壓電能量輸出模型,并以此模型為基礎,初步估算能量輸出的數(shù)值。本論文主要完成以下4項工作:
　　1、針對

3、城市軌道列車的特點,建立三自由度車體垂向系統(tǒng)模型,以軌面不平順作為激勵輸入,得到城市軌道列車垂向荷載模型;對該模型進行快速傅里葉變換,完成對其的頻率分析,構造列車荷載的模擬表達式。
　　2、在得到車體荷載模型的基礎上,采用連續(xù)支承模型作為軌道垂向系統(tǒng)的計算模型,通過文克爾假定,計算獲得某一根軌參考枕在列車運行過程中的受力變化情況,此即為軌道垂向系統(tǒng)的激振源輸入模型。
　　3、引入壓電陶瓷作為軌道振動能量回收的換能器件,初步確