我国铁路在经过六次全面提速后已经正式进入高铁时代，成为目前世界上高速铁路系统技术最全、集成能力最强、运营里程最长、运行速度最高、在建规模最大的国家。随着高铁事业的蓬勃发展，既要保证高速列车不倾覆、不脱轨，又要保证列车运行的平稳性和乘坐舒适性则成了急需解决的问题。转向架作为列车关键部件，尤其在高速列车组中，其自身的运动姿态直接影响到高速列车的运行状况。分析解算转向架在实际轨道线路状况下的实时运动姿态，有益于提高列车的行驶平稳性、运行安全性和乘坐舒适性。因此，对高速列车转向架实时运动姿态的分析与解算具有重要的意义。本文提出了通过构建全功能的高速列车转向架动态模拟六自由度平台并联机构来模拟高速列车转向架的各种运动姿态。首先介绍了高速列车转向架的基本结构、特点及运动形式。其次，介绍了高速列车转向架动态模拟六自由度平台的基本组成、总体布局、工作原理。对高速列车转向架动态模拟六自由度平台进行了运动学分析。论文采用齐次坐标转换法建立了六自由度平台的运动学反解数学模型，采用牛顿拉夫逊法建立了六自由度平台运动学正解数学模型。选用转向架重心作为体坐标系原点，建立静、体坐标系之间位置变换关系，利用六自由度模拟平台的运动姿态的解算与控制实现了转向架运动姿态的模拟。论文根据所建立的六自由度平台运动学反解、正解的数学模型，利用MATLAB/Simulink仿真集成环境搭建正反解仿真模型。实现平台位姿正反解实时解算。运行正反解解算程序，进行正反解的相互验证，证明了所建立的正反解模型的正确性和精确度。利用反解模型求解转向架实现各种运动姿态时平台各个液压作动器的伸缩量，作为驱动平台实现转向架各种运动姿态的控制输入信息。论文在ADMAS虚拟仿真环境下建立了转向架及六自由度平台的ADMAS模型，建立了转向架及六自由度平台的ADAMS与MATLAB的联合仿真模型，该模型接受来自MATLAB的控制输入信息，使六自由度平台产生相应运动实现转向架各种运动姿态的模拟。得到转向架的实际运动姿态与期望位姿轨迹基本一致，验证了所建立六自由度平台位姿解算模型的正确性。通过平台运动动画观察到六自由度平台并联机构各构件在模拟转向架运动姿态中没有发生干涉现象、平台的运动过程理想，验证了高速列车转向架动态模拟六自由度平台结构设计的合理性。综上所述，论文基于六自由度运动平台建立了转向架的位姿解算模型，在ADAMS与MATLAB的虚拟环境下实现转向架运动姿态的模拟仿真。可以为列车运行品质评估、线路合理性评价、转向架设计及优化提供依据，对保证列车高速运行时的安全性与平稳性有十分重要的意义。 更多