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。     

基于刚柔耦合的HXN3司机室隔振系统多维度频率响应分析

针对HXN3型内燃机车出现的司机室振动较大问题,展开司机室隔振结构隔振性能分析。通过进行HXN3机车司机室振动试验,明确柴油机-发电机组作为振源的激励特性和振动传递特性。建立将司机室视为弹性体的多维度隔振结构动力学模型,计算该多维度(multi-dimension)隔振结构关键位置的频率响应函数。进一步分析HXN3机车司机室隔振结构对于柴油机-发电机组高频激励的隔离效果。     

中低速磁浮防侧滚装置轻量化设计

防侧滚装置是中低速磁浮车辆悬浮架的关键部件.首先针对悬挂中置式悬浮架的防侧滚装置进行了3种工况下的静力学分析,由计算结果发现当前防侧滚装置的片梁结构具有进一步优化的空间.通过拓扑优化计算得到改进后的防侧滚片梁结构,并对新结构进行静强度校核,校核结果表明新结构满足设计要求,且相比原结构单个防侧滚片梁减重约26.5％,一定程度上达到了轻量化设计目标.     

基于Halbach阵列的永磁被动阻尼方案研究

采用Halbach永磁体阵列的电动悬浮(PEDS)系统凭借其结构简单、稳定可靠及成本低等优势,在磁浮支撑领域具有很高的应用价值.本文以永磁电动系统为研究对象,针对其临界稳定特性,提出了一种侧面布置Halbach永磁阵列结构,利用磁阻力实现永磁电动悬浮系统垂向阻尼被动控制的阻尼方法.介绍了PEDS的悬浮原理,应用Ansoft软件进行了永磁电动系统的电磁仿真;搭建了带有阻尼模块的悬浮架模型;建立了悬浮系统的动力学模型,仿真阻尼方法的作用效果.仿真结果证明了该永磁被动阻尼方法作为电动悬浮系统阻尼方案的可行性,并对阻尼模块结构对振动抑制效果的影响进行了初步探究,为实际工程应用提供参考依据.     

时速160～200km中速磁浮受流系统动力学研究

为了研究中速磁浮受流器在160～200 km/h速度等级下的运行状态,使用SIMPACK软件建立自由度为134的新型中速磁浮车辆动力学模型,计算得到160 km/h、180 km/h、200 km/h三种速度工况下的车辆右前侧受流器安装位置振动响应.将振动响应作为外部激励导入受流器-供电轨(靴轨)动力学模型,分别计算出三种速度下,静态接触力预设为120 N、130 N、130 N、140 N、140 N、150 N时受流器滑靴与供电轨间的动态接触力.结果表明,要使受流器在该速度工况下均能稳定工作,静态接触力预设值应分别不低于130 N、140 N、150 N.     

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。     

基于频率响应函数的HXN3司机室隔振性能分析

机车车辆的噪声、振动与声振粗糙度(NVH)问题越来越受到关注,过大的振动噪声不但会降低乘坐舒适性,造成司机疲劳驾驶,还会缩短机车设备的使用寿命。与东风型内燃机车不同[1-4],HXN3型内燃机车司机室采用了枢轴支撑隔振结构(the pivot-mount isolation system)。但在运营中,该型机车出现了司机室振动过大的情况。本文将建立司机室隔振结构的6自由度动力学微分方程,计算司机室横、纵、垂三向的频率响应函数,对HXN3型内燃机车司机室隔振结构的隔振性能进行分析。     

轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷影响分析

以国内某型地铁车辆为例,研究轮轴弯曲刚度对轮轨垂向动态载荷和轮对垂向振动的影响。在常规多刚体动力学模型的基础上,结合BM3000轮对和北京地铁轮对两种不同的弹性轮对模型,对比分别采用刚性轮对模型和弹性轮对模型时的轮对垂向振动加速度和轮轨垂向力。结果表明,对BM3000弹性轮对模型来说,由于其弯曲刚度相对较小,随着运行速度的增大,轮对垂向振动加速度和轮轨力与刚性轮对的差距不断加大,而对于轮轴弯曲刚度较大的北京地铁轮对来说,其弹性轮对模型和刚性轮对模型的结果比较接近,在计算的速度下轮对的振动峰值及频率均有明显的降低。因而,通过加大轮轴弯曲刚度可明显改善轮对的垂向振动和轮轨垂向力,实现改善轮轨动态接触状态的目的。     

新型磁浮车动力学仿真分析EI北大核心CSCD

为探究新型磁浮列车的动力学特性,利用SIMPACK软件建立了其56自由度的中低速磁浮车辆模型并进行相关仿真分析,并采用单悬浮架模型进行了乘坐舒适性试验验证。仿真结果表明:新型磁浮列车能够实现140 km/h在直线段稳定运行,车体横向加速度小于0.2 m/s^2,车体垂向加速度小于0.5 m/s^2,空载情况下能够实现30 km/h通过半径为50 m的弯道,车辆最大侧滚角不足0.04 rad,车体最大横向加速度小于1 m/s^2,车体垂向加速度小于0.1 m/s^2,悬浮间隙动态变化量最大仅为0.5 mm。试验结果表明:以140 km/h的速度运行,与乘坐舒适性密切相关的车体垂向加速度约为0.5 m/s^2。     

单磁铁悬浮控制系统反馈参数动力学特性分析

单磁铁悬浮系统是磁浮列车最简单,最基本的研究单元。为研究悬浮控制系统反馈系数对磁浮列车稳定性的影响,建立单磁铁-轨道-悬浮系统参考模型,推导单磁铁-导轨的动力学方程,引入状态反馈控制规律,推导出反馈控制规律中的各反馈系数对悬浮系统的物理意义,与普通二次振动模型相比发现,改变间隙反馈系数相当于改变悬浮刚度,速度反馈系数的改变相当于改变悬浮系统的阻尼,改变加速度反馈系数相当于改变悬浮系统的质量。最后从数学的角度设计单磁铁悬浮系统状态观测器,研究发现对于轨道不同频率的不平顺,观测器的反应有所不同,对于高频激扰,悬浮系统能够达到平衡状态,受高频激扰的影响较小,而对于低频激扰来说,悬浮系统会跟随激扰发生振动。