机车车辆橡胶元件动态建模及其应用

橡胶的动态特性依赖于外界激扰的幅值和频率。为充分体现铁道车辆橡胶部件的真实物理特性，兼顾动力学仿真计算的精度和时间，基于弹塑性理论建立橡胶元件动态模型。分别用摩擦力和黏滞力表征橡胶的振幅相关性和频率相关性；计算分析简谐激励下橡胶元件的等效刚度和阻尼；将橡胶元件模型结合车辆-轨道耦合动力学模型，分析车辆通过曲线时一系定位节点力的动态特性。研究结果表明：摩擦力提供的等效刚度随激扰幅值的增大而减小，阻尼随激扰幅值的增大而增大；黏滞力提供的等效刚度和阻尼都随激扰频率的增大而增大；橡胶元件在车辆曲线通过的不同阶段可反映不同的动态特性。