整个人类交通发展的历史归根结底就是交通速度不断提高的过程。德国、日本、法国等国家的高速铁路均取得了一定的成绩。上世纪70年代以德国和日本为首的西方国家开始大力发展磁悬浮列车技术,并修建了试验线,我国也在2003年1月建成世界上第一条高速磁浮铁路商业运营线。 线路平纵面设计参数对选线难度、施工技术、工程投资、运营费用、乘坐舒适性和行车安全等都具有重要的影响。整个磁悬浮系统舒适性设计的目的就是实现旅客的乘坐舒适性。磁悬浮线路多采用高架线路,为降低造价,高架线路应做得较为轻盈,这使得磁浮系统的车—桥耦合作用尤为突出。因此,为了分析不同线路设计参数对舒适度的影响,应采用车—线耦合动力学模型进行计算仿真。 本文在针对上海磁悬浮示范运营线的车辆系统和线路系统分析的基础上,分别建立了车体、悬浮架、悬浮电磁铁和导向电磁铁的车辆耦合动力学模型,并对各个部件进行了受力分析;根据上海磁悬浮示范运营线线路的特点,建立了曲线线路横向和垂向激励模型;通过曲线上电磁力的分析,确定采用等效悬浮刚度和阻尼的磁轨关系模型;建立曲线上车体各部件坐标系,利用多刚体动力学原理推导了车辆曲线动力学方程。 本文分析了线路平纵断面设计参数的确定方法和原则。并根据这些方法和原则,计算了在列车不同运行速度下的最小平曲线半径、最小缓和曲线长度和最小竖曲线半径。 采用Matlab语言编写了车—线动力学仿真程序,并通过仿真程序的运行得出不同速度条件下,采用相应设计参数的车辆各部件动力学响应;对车体未被平衡离心加速度和车体未被平衡离心加速度时变率的动力学响应和静力学响应进行了对比分析,验证了车辆模型和曲线线路激励模型的正确性;通过仿真分析验证了所采用的最小平曲线半径和最小缓和曲线长度的合理性;对不同缓和曲线线型条件下的车体未被平衡离心加速度和车体未被平衡离心加速度时变率的动力学响应进行了对比分析,并建议采用正弦线作为高速磁悬浮铁路缓和曲线。