转向架关键参数对地铁车辆提速设计的动力学分析

城市地域规模的扩张及地铁线路长度增加对车辆运营速度提出120km/h的提速要求。以国内某地铁车辆为例,研究转向架关键参数对车辆提速的动力学影响,并给出了提速设计方案。研究结果表明车辆轴距、一系悬挂水平刚度、二系横向减振器阻尼、二系悬挂水平刚度的增大均可以显著提高车辆非线性临界速度。在保证车辆平稳性和曲线通过性能的要求下,给出了提速地铁车辆转向架关键参数设计的方法:在满足车辆稳定性的前提下,车辆轴距、一系定位刚度的设计应考虑车辆曲线通过性能,二系横向减振器和二系水平刚度的设计应充分考虑车辆的平稳性指标。     

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。     

单节八轴机车转向架动力学研究

针对B0B0-B0B0轴式的单节八轴机车转向架结构,提出一种采用中间构架连接两台B0转向架实现三系悬挂支撑车体,并应用单牵引杆直接连接两轴构架与车体传递纵向力的结构形式。该方案结构简单并能实现高粘着利用率,具有可行性和良好的动力学性能。三系悬挂使得机车车体具有优良的平稳性,同速度等级和轴重的2C0机车进行对比计算,机车R300 m小半径曲线通过时,机车导向轮对轮轴横向力及导向轮轮缘磨耗因子相对2C0机车减小35%左右;R800 m半径曲线通过时,轮轴横向力减小15%,轮缘磨耗因子减小23%。     

基于试验台的转向架二系悬挂刚度测定试验

为实现转向架二系悬挂静动刚度的测试,提出针对整备状态转向架二系悬挂三向动、静态刚度进行单独测定试验方法,建立二系空簧动、静刚度测试模型,根据模型分析二系空簧动、静刚度与所受载荷和形变的关系。利用转向架参数试验台对某型号地铁拖车转向架二系悬挂的动、静刚度进行测定试验,计算出系统的测试重复性误差为0.58%,测试重复性较好。根据试验数据得到横向止挡特性曲线与橡胶材料特性相符合,1#二系空簧纵向静态刚度试验值与设计值误差达到18.1%,并且1#二系空簧纵向动态刚度在5 Hz左右有一个快速增加的波峰。基于试验结果,推测是由于1#空簧质量或者装配尺寸不符合要求造成了1#二系空簧纵向刚度的异常变化,应对1#二系空簧的装配关系进行调校,可根据测试结果对转向架二系悬挂参数及装配关系进行优化。     

牵引与主动导向控制的独立轮对转向架结构设计与动力学分析研究

为实现独立旋转轮对转向架列车既有低地板轻轨车辆结构优势,且能通过主动导向提高曲线通过性能,解决轻轨车辆小曲线半径通过时轮缘贴靠问题,同时克服独立轮对转向架主动导向与牵引/制动对于一系悬挂纵向定位刚度需求的矛盾,提出了采用低纵向定位刚度一系轴箱悬挂与一系纵向拉杆的独立轮对转向架结构设计方案.牵引仿真分析表明,设计的新型独...     

悬挂参数对轨道客车小半径曲线通过的影响

为了解决山区小半径曲线下车辆运行安全性低、平稳性差等问题,有针对性地建立了某型轨道客运车辆动力学模型,并进行了仿真计算,分析讨论了一系悬挂纵向定位刚度、横向定位刚度以及二系悬挂中央弹簧纵向刚度、横向刚度等参数对轨道客车山区小半径曲线通过性能的影响。研究结果显示,过大的一系及二系水平刚度、挠度比都不利于车辆通过曲线;一、二系纵向刚度灵敏度最高。一系纵向刚度、横向刚度建议kpx=(8～15)MN/m,kpy=(8～12)MN/m;二系纵向刚度ksx、横向刚度ksy建议0.15MN/m。     

电机布置方式对机车动力学性能的影响及参数分析研究

针对三轴双电机形式转向架电机布置方式的问题,在SIMPACK中建立A-1-A轴式机车和1-A-A轴式机车的多体动力学模型,分析电机布置方式对机车车辆动力学性能的影响,研究电机悬挂参数对两种不同电机布置方式机车动力学性能影响的差异。结果表明：电机布置方式虽对机车整体动力学性能的影响有限,但对前、后两侧转向架的动力学性能影响显著,同时除A-1-A轴式机车的稳定性对电机横向耦合减振器阻尼的变化更加敏感外,其他各电机悬挂参数对两种不同电机布置方式机车动力学性能的影响相似。     

牵引杆连接重载重联机车可行性研究

与钩缓装置相比,牵引杆制造简单、检修方便,如能采用牵引杆代替钩缓装置连接重载重联电力机车,重联机车的制造和运用维护成本将显著降低。利用TDEAS列车纵向动力学软件建立‘1+1’编组牵引2万吨列车模型,分析重联机车采用牵引杆连接对列车纵向冲动的影响,再利用SIMPACK多体动力学软件建立了1台重联机车及2节简化货车组成的列车模型,重联机车分别采用13A型钩缓装置和牵引杆连接。通过机车的轮轴横向力、脱轨系数和轮重减载率等动力学性能指标对比分析牵引杆和钩缓装置的承压能力。结果表明:重联机车采用牵引杆连接对减少列车纵向冲动的影响很小;13A型车钩缓冲器能在直线上承受2500kN的纵向压力,而采用牵引杆连接的重联机车承受同样大小的纵向压力是非常危险的。因此,用牵引杆代替重联机车钩缓装置是不可行的。     

一系悬挂建模方式对转向架高频振动特性的影响

为研究转向架一系悬挂建模方式对转向架高频振动特性的影响,选取我国某型动车组转向架为研究对象,基于悬挂件及转向架试验测试结果,采用有限元方法,建立一系悬挂件的有限元模型及转向架的"全有限元模型"和"一系简化模型",并进行振动特性计算,结果表明,两种转向架模型计算的轴箱振动加速度曲线在主要峰值和变化趋势差异较小,几乎在全频...     

B0-B0机车横向晃动现象研究

为解决某B0-B0机车在试验时出现的低频横向晃动问题,应用Simpack建立了该机车动力学模型,从振动特性的角度出发,采用根轨迹法对该机车低频横向晃动的问题进行分析,探究关键悬挂参数对机车振动特性的影响。分析结果表明机车"复合振动"模态在分界速度点处发生模态轨迹的异常变化是机车低频横向晃动现象产生的原因。从减小轴箱纵向定位刚度、增大二系弹簧水平刚度、减小电机减振器阻尼等3个方面对机车进行综合整改,拉开机车"复合振动"模态和转向架蛇行运动模态之间的振动频率,可以有效解决机车低频横向晃动问题。非线性计算结果表明,综合整改后机车动力学性能满足安全运用的要求。现场试验的结果表明,综合整改后机车基本消除了低频横向晃动。