磁浮列车车体横梁轻量化研究①
2018-06-28
佳木斯大学学报(自然科学版) 2018年2期
(同济大学土木建筑学院建筑工程系,上海 200092)
0 引 言
磁浮列车是地面上最快的交通工具,具有安全性好、振动噪声小、运营成本低、转弯半径小、爬坡能力强等诸多优势[1~3]。从悬浮技术上分类,磁浮列车可以分为两类:电磁悬浮(EMS)和电动悬浮(EDS)。常导电磁悬浮技术比较成熟,适用速度比较广泛,目前我国和德国高速磁浮和低速磁浮均采用的为常导电磁悬浮技术[4]。
电磁悬浮利用的是安装在悬浮架上的电磁铁吸引轨道来提供悬浮力,单个电磁铁的电磁力[5]如公式(1)所示,电磁铁的悬浮能力与电流I的平方成正比,与悬浮间隙c的平方成反比,浮能力有限。故车体轻量化设计对磁浮列车载客能力的提高有非常重要的意义。一般车体轻量化从两个方面着手,一是对车体结构进行优化使车体结构布局更加合理[6],二是新材料的使用,利用性能更好的材料替代原有材料达到轻量化的目的。文中主要对车体横梁做了结构上的优化。
(1)
F(c,i)为电磁吸力;μ0为磁导率;A为磁极面积;N为电磁线圈匝数;i(t)线圈电流;c(t)为电磁铁与轨道间隙
1 车体横梁的优化设计
优化改进建立在上海临港低速磁浮试验线列车的基础上。2005年2月,上海市启动了中低速磁浮工程化试验线项目,建设芦潮港试验基地,建成了1.7km上海临港中低速磁浮试验线和一列三节编组的工程化试验列车[7]。
低速磁浮列车的横梁是车体的核心部件,上部承载着纵梁和整个车体,下部通过滑台连接空气弹簧,在磁浮列车结构中起着承上启下的作用。……
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