当前位置: 首页 > 新闻通知 > 学院新闻

【相聚云端 精彩毕设】毕业设计(论文)中期检查案例分享 机械工程学院第五期

——城际动车组非动力转向架方案设计及动力学计算

时间:2020-04-19     编辑:李艳梅     阅读:

2020年春季学期,一场突如其来的疫情,阻挡了学生们返校的脚步,影响了2020届毕业生毕业设计(论文)进展。为做好毕业设计(论文)指导工作,学院多次召开线上会议,研讨毕设线上指导工作,制定《机械工程学院2020年春季学期防疫阶段本科毕业设计实施方案》、《机械工程学院2020年春季学期防疫阶段本科毕业设计相关要求》、《机械工程学院关于开展2020届本科生毕业设计(论文)中期检查方案》。毕设指导教师积极完成毕设学生情况梳理,并根据学生实际情况进行分类指导,利用“云端”开展线上毕业设计(论文)指导工作,在疫情期间将毕业设计(论文)进展所受影响尽力减到最小,确保毕业设计(论文)质量线上线下实质等效。毕业设计中期检查工作中,同学们精心准备,认真答辩,积极展示毕业设计取得的阶段性成果,就让我们一睹为快吧:


学生姓名:潘博雅

      车辆2016-01班

指导老师:黄运华

毕设题目:城际动车组非动力转向架方案设计及动力学计算



一、毕业设计概述

      随着国民经济的发展,人们的生活水平不断提高,环境保护与交通发展之间的矛盾日益突出,人们对出行质量的要求也越来越高,提高列车运行速度就成为铁路赖以生存和发展的唯一途径,动车组因此得到了快速发展。动车组转向架是动车组的关键技术之一,其性能的好坏与列车运行的安全性、可靠性、舒适性密切相关。

本选题要求学生在完成非动力转向架总体方案设计的基础上,完成动车组车辆动力学建模与动力学性能初步分析计算。过程中可以锻炼学生对转向架的设计和分析能力,培养学生利用Simpack软件对工程问题进行建模分析的能力,提高综合利用所学知识解决工程实际问题的能力,使学生得到工程设计方法和科研能力的初步训练。同时也可以培养学生正确的工程设计思想和理论联系实际的工作作风,对学生今后从事实际工程项目的分析、研究、设计等方面的工作有一定的帮助。

学生应完成的任务包括:


二、已完成工作

1.查阅中英文文献资料,完成一篇10页字幅的英文文献翻译。


2.参考现有转向架设计,分析其优缺点,确定动车组非动力转向架总体设计方案,具体设计方案如下:

a.基础制动装置

采用气动轴盘制动 ,每轴装有3套制动盘,制动夹钳悬挂方式采用三点式悬挂。


b.牵引装置

采用z字形双拉杆牵引装置。其相较于单牵引拉杆,具有结构受力复杂、重量大、成本高、运动约束弱等缺点,但它对构架横梁作用力小、运动适应性和对中性好 、高频隔振强,并且利于粘着作用的发挥,适用于高速运行,因此选择z字形双拉杆牵引


c.构架

为方便制动和牵引装置的安装 ,采用双H型钢板焊接中空梁结构。侧梁采用钢板箱型焊接结构,横梁采用无缝钢管,横侧梁连接采用锻造节点,具备良好的焊接工艺性。


d.轮对轴箱

采用S型曲辐板整体车轮、RD3B型空心车轴、轴装制动盘和分体式轴箱。

e.轴箱悬挂装置

采用双圈螺旋钢弹簧与底层橡胶垫串联,同时与垂向油压减振器并联的结构。轴箱定位方式采用转臂定位,其具有利于实现轻量化,可兼顾一系定位刚度在高速运行时的稳定性和曲线通过能力,便于分解、组装,无磨耗、免维护等优点。


f.中央悬挂装置

由空气弹簧、牵引装置、一套抗侧滚扭杆装置、两个二系垂向减振器、两个二系横向减振器、两个抗蛇行减振器组成。


3.根据方案,完成转向架构架设计工作,并建立转向架三维模型。


4.根据转向架三维模型,完成转向架A0总图和构架A0图初步绘制工作。


5.根据非动力转向架设计方案,于Simpack中进行配装该转向架的动车组车辆模型建立工作,模型的转动惯量、悬挂刚度和阻尼等动力学计算参数参照已有时速200km转向架进行设置。之后利用该车辆模型进行临界速度的计算,线路激励采用武广高速谱,得到AW0AW2工况的计算结果。然后利用该模型,于直线工况下进行直线运行性能计算,测点选择位于前后两个转向架中心偏向车体一侧1000mm的车内地板处,计算获得的横向和垂向的最大振动加速度及平稳性指标如图所示。可以看出两个指标的结果均符合相关标准的要求。

6.从开学以来,黄老师每周进行两次线上指导。目前已完成23页毕业设计指导纪要的撰写工作。


部分指导纪要截图


平时线上指导过程截图

三、下阶段工作计划:

2020.4.17—2020.4.25:修改Simpack模型悬挂参数,观察动力学性能变化规律,进行转向架参数优化设计。

2020.4.26—2020.5.10:总结毕业设计工作成果,撰写毕业设计说明书。

2020.5.11—2020.5.20:完善转向架A0总图和构架A0图的细节,准备毕业答辩。


问题1:中期答辩PPT中展示的轮重减载率数据显示AW0工况性能比AW2工况更优,并且数据偏大,其原因是什么?

:可能是由于动力学仿真设置参数与自己所设计转向架不匹配导致结果与一般规律存在偏差,同时模型中未加抗侧滚扭杆刚度,对于轮重减载率结果有一定影响,之后会继续完善模型,不断发现问题并改进。

问题2:PPT中展示的曲线工况,欠超高为何要保持在60mm附近?

:之前查找相关资料,计算得到舒适度较高时的欠超高是于60mm,但老师告诉我这是城规车辆的标准,动车组通常选择70mm,之后会继续完善工况设置工作。


今年由于新冠肺炎的爆发,即将大学毕业的我经历了一个难忘的寒假以及本科生涯的最后一个学期。由于长时间宅在家,自己也变得有些慵懒。刚开学的几个周,我一直没有已经开学的紧张感。在意识到毕业设计任务繁重之后,我和几个大学好友建立了学习督促群,利用学习“父子局”来督促自己学习。在好友们积极进取的精神状态影响下,我的毕业设计也逐渐步入正轨,开始根据之前设定的安排进行我的毕业设计。通过这次经历,我意识到了身边的同学和朋友对自己的影响力。正是由于意识到身边同学的努力,我才能在家也保持一种积极进取的心态。如果有现在毕业设计还处于滞后状态的小伙伴,不妨也仿照我的经历,和朋友们建立学习群,平时在群里聊聊最近的学习情况及遇到的问题,互相督促,不断进取。

懒惰只是我在毕设期间遇到的问题之一。在毕设的过程中,由于自己专业知识的欠缺以及对Simpack软件的不熟练,在方案设计以及动力学建模过程中遇到了许许多多的问题。这些问题中有许多都是通过指导教师黄运华老师、同学以及学长的帮助才得以解决,在这里我向黄老师和帮助过我的同学表达诚挚的感谢。正是他们的帮助,我才意识到了个人的渺小和团队的重要。

当然,在毕设过程中遇到的一些问题也是通过自己不断思考和摸索才得到解决。通过不断发现问题和解决问题的过程,我见证了自己一步步的成长。以前那个一遇到困难就焦头烂额,一碰见挫折就止步退缩的我,在这个过程中变得更加成熟、冷静,再次遇到问题也拥有了可以解决难题的经验。这些,都是我一步步踏踏实实走出的脚印。至此,我明白了如果不去经历,就不会蜕变成长。希望所有即将毕业的同学,都能通过毕业设计这次宝贵的经历,去见证自己的不断强大。

      愿学院所有大四学子都能以梦为马、莫负韶华,为自己的本科生涯画上圆满的句号!