机车异常振动原因分析和控制措施研究

针对某和谐型电力机车在运营过程中存在振动过大等问题,对该型机车车轮不圆度和线路振动进行了测试。基于SIMPACK软件建立了考虑钢轨、轮对和构架弹性变形的机车-轨道刚柔耦合动力学模型,通过试验结果对模型进行了验证。利用建立的仿真模型分析了车轮多边形对机车振动和轮轨相互作用的影响,据此提出了机车车轮多边形镟修限值。试验测试发现该型机车车轮存在显著的16～19阶和24阶多边形磨耗,且车轮多边形磨耗是引起机车异常振动的根本原因。通过车轮镟修可以显著降低机车振动水平。机车关键部件的柔性对振动影响较大,在仿真计算时需予以考虑。基于轮轨垂向力限值,建议对于高阶多边形车轮,当径跳超过0.25 mm及时进行镟修。     

和谐型机车车轮多边形激励下构架动态响应分析

针对某类型电力机车车轮存在严重的非圆形现象,结合有限元方法和多体动力学的思想,建立了机车刚柔耦合的动力学模型.并分析了在车轮多边形的轨道激励下机车构架的动应力响应以及机车构架疲劳强度的影响.通过建立扫频模型,确认构架共振弱区在0～200 Hz频率范围内节点的疲劳强度,发现考虑构架的柔性能很好地反映出构架在多边形激励下的动态响应,构架在18阶多边形激励下主要体现为70 Hz的主频振动.进一步分析不同车速和波深对构架振动的影响,结果表明构架加速度幅值与波深呈线性关系,与车速不呈线性关系;通过计算多边形激励下刚性构架和柔性构架随车速变化的加速度可知,柔性构架能很好的反映出车多边形对系统振动的响应,此外,发现在55 km/h速度下,柔性构架加速度幅值存在突变现象,是由于多边形通过频率引起的构架的垂直弯曲变形.分析计算了车轮多边形激励下构架动应力的响应,工况设置为车速120 km/h,多边形波深0.2 mm,提取构架在该工况下的主应力时间历程,依据疲劳极限法评估节点的主应力,结果表明疲劳强度是可靠的.     

车间纵向减振器对空簧倾摆式高速列车动力学性能的影响研究

为了研究车间纵向减振器对空簧倾摆式高速列车相关动力学性能的影响,在某型高速动车组模型的基础上,考虑了包含倾摆阀的空簧非线性模型,建立了四动四拖八编组空簧倾摆式列车的动力学模型。通过改变车间纵向减振器的刚度阻尼参数分析其对空簧倾摆式列车稳定性、平稳性与曲线通过性能的影响。结果表明：车间纵向减振器能够减小空簧倾摆式列车的车体横移量,改善列车平稳性与曲线通过性能。其中横向平稳性指标值降低0.5%,轮轴横向力降低28.3%,轮轨垂向力降低3.3%,轮重减载率降低14.7%,脱轨系数降低40.9%;加装车间纵向减振器可以抑制空簧倾摆造成的车体1.3 Hz摇头振动,摇头角加速度幅值降低25.4%。安装合理参数的车间纵向减振器有利于提升空簧倾摆式列车的动力学性能。     

电动机减振器参数对弹性架悬机车动力学的影响

目前国内外高速机车驱动装置弹性架悬可分为摆杆位于非电动机侧和电动机侧两种结构,针对某2B0轴式高速电力机车,通过数值仿真分析电动机减振器参数对上述两种悬挂结构动力学性能的影响,并比较了两种驱动装置对应机车的动力学性能。结果表明:改变电动机减振器阻尼和电动机减振器距吊耳相对位置,机车非线性临界速度和轮轴横向力有大幅度变化,且存在合适的电动机减振器阻尼和相对位置,使机车兼顾较高的非线性临界速度和较低的轮轴横向力;综合两种驱动装置悬挂结构机车动力学性能结果,除非线性稳定性外,两车的直线运行性能和曲线通过性能差异均较小。故驱动装置摆杆位置的选择主要从结构空间尺寸的角度,同时要关注电动机减振器的参数优化。     

抗蛇行旋转减振器在地铁车辆上的应用研究

为了进一步提高现有中速地铁车辆的稳定性和节省低地板车辆的空间,解决由于结构剩余空间不足及车辆限界限制导致无法加装抗蛇行减振器的问题,提出一种适用于铁道车辆的抗蛇行旋转减振器。将传统旋转减振器隔板上的滑阀式阻尼阀系更改为成本低廉的阀片式阻尼阀系,便于通过增加或减少阀片数量调节阻尼阀以适用于铁道车辆的节流特性。相比于传统的铁道车辆筒式液压减振器,旋转减振器具有结构可靠、散热性能更好、安装空间小、安装灵活等优势。建立旋转减振器的数学模型,并与传统抗蛇行减振器的试验结果进行对比,验证旋转减振器模型的准确性;建立旋转减振器与地铁车辆动力学联合仿真模型,分析旋转减振器对车辆系统动力学性能的影响。仿真结果表明：旋转减振器能够代替抗蛇行减振器提供回转阻尼,使中速地铁车辆具有更好的稳定性和平稳性,同时满足曲线通过的要求。