基于抗蛇行减振器实时特性的车辆动力学性能分析

利用流体建模仿真软件AMESim和多体动力学分析软件SIMPACK分别建立抗蛇行减振器和高速车辆的仿真模型,通过联合仿真比较抗蛇行减振器阻尼分别采用F—v实时特性曲线和等效线性阻尼时车辆的动力学性能,并对比分析车辆在抗蛇行减振器失效、车轮磨耗后车辆的运动稳定性。计算结果表明:采用F—v实时特性曲线时车辆的临界速度高于采用等效线性阻尼的临界速度,且运行平稳性也更好,但二者对车辆的曲线通过安全性的影响不大;减振器失效时,车辆的蛇行运动失稳临界速度显著降低。     

抗蛇行减振器油液温度对车辆动力学性能的影响

考虑温度对抗蛇行减振器油液黏度的影响,基于动力学软件SIMPACK仿真研究油液温度对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明:在油液正常工作范围内,车辆蛇行临界速度随着油液温度降低而升高,低温(小于0℃)对车辆稳定性影响远大于高温(大于0℃),这是因为油液黏度随温度降低而升高,低温对油液黏度影响大于高温;当车辆速度小于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性几乎没有影响,当车辆速度大于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性有一定影响,且随着速度增加,影响程度也有所增加;油液温度对车辆安全性影响总体不是很大。     

抗蛇行减振器不同性能状态的车辆动力学影响

抗蛇行减振器是高速列车悬挂系统中的关键零部件.通过抗蛇行减振器的实测性能退化数据和抗蛇行减振器的设定阻尼值,获取到不同性能状态的抗蛇行减振器性能数据.根据我国某型主力高速列车的动力学参数,建立车辆的动力学模型,结合不同性能状态的抗蛇行减振器性能数据,分析其对车辆动力学性能的影响.结果表明:在实际运行时,抗蛇行减振器的性...     

抗蛇行减振器动态性能研究

主要从橡胶节点刚度、油温、安装间隙、倾斜角度等方面对减振器阻尼特性影响进行分析,并基于SIMPACK建立我国某高速列车的动力学模型,仿真分析了橡胶节点刚度对车辆动力学性能影响,分析结果表明:橡胶节点刚度越大,吸收的能量越多,但是节点刚度过大,车辆动力学性能则会有所恶化,故应选取一个最优范围;油温越高,减振器吸收的能量有所下降;由于减振器长期服役带来的安装间隙对阻尼特性影响很大,间隙越大减振性能越差;倾斜角度对减振器吸收的能量几乎没什么影响,对动态特性有一定影响。因此,在减振器试验过程中,应当考虑油温、安装刚度以及安装间隙带来的影响,即减振器要注意散热,反力座刚度要足够大且无安装间隙。     

抗蛇行减振器温变特性及对车辆安全性影响

基于台架试验分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响(即温变特性),并模拟分析了抗蛇行减振器在实际工作服役过程中动态特性变化情况(即时域特性),借助于SIMPACK软件对抗蛇行减振器油液温度对车辆安全性影响进行了仿真分析。研究结果表明:随着油液温度升高,减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼均减小,油液温度对相位角影响不明显;低温(小于0℃)对减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼影响大于高温(大于0℃)对其影响。不论是低温还是常温,抗蛇行减振器在模拟时间5 h内,其动态特性变化不是很大。仿真结果表明抗蛇行减振器内部油液温度变化不会影响行车安全。     

动车组用抗蛇行减振器动态特性研究

外界环境温度对减振器油液的黏性有一定的影响,从而对减振器动态特性及车辆动力学性能造成影响.以我国某动车组用抗蛇行减振器为例,对减振器油液温度及其动态及静态性能展开了研究.首先对蛇行减振器结构、工作原理及黏温特性进行了理论分析,再对抗蛇行减振器进行了台架试验认证.研究表明,油液温度对油液的黏性影响很大,进而影响了减振器的动态特性.且随着油液温度升高,减振器吸收的能量越来减少,而其总体动态特性随着温升也有所减小.低温对减振器的影响要远远大于高温,这是由于油液的黏度随着温度升高而减小,且低温对油液黏度的影响大于高温引起的.     

抗蛇行液压减振器动态特性试验研究

建立了减振器力学特性试验台。针对某高速动车组抗蛇行液压减振器,进行了静态及动态特性试验。分析不同激励幅值、不同激励频率对抗蛇行减振器动态性能的影响,得到了减振器的静态特性、动态刚度和阻尼特性。试验结果表明:动态刚度在低频时随频率增加而增加,频率高于某个值后,动态刚度趋于平稳;动态阻尼在低频时随频率增加而增加,高频时随频率增大而减小,而随幅值的增加,动态阻尼峰值所对应的频率减小。     

抗蛇行减振器参数对车辆稳定性的影响分析

介绍了抗蛇行减振器的简化模型——Maxwell模型。基于蛇形运动的稳定性理论,推导了带抗蛇行减振器的刚性转向架的线性临界速度解析表达式。利用表达式研究了不同等效锥度下抗蛇行减振器串联刚度和结构阻尼对临界速度的影响。研究结果表明:在相同锥度下,结构阻尼和串联刚度存在最佳匹配关系,小结构阻尼应配合小串联刚度,较大结构阻尼应配合较大串联刚度,大结构阻尼应配合大串联刚度;在满足结构阻尼和串联刚度匹配的大范围下,不同等效锥度应匹配不同的串联刚度和结构阻尼,小锥度应匹配较小的串联刚度和较大的结构阻尼,大锥度应匹配较大的串联刚度和较小的结构阻尼。     

抗蛇行减振器力学模型及车辆动力学仿真

为了提高车辆动力学计算机仿真精度,研究抗蛇行减振器力学模型及其对车辆动力学性能的影响,基于可压缩流体的压力?流量特性建立了我国某高速动车组抗蛇行减振器非线性力学模型,并对其进行了试验和动力学仿真分析。结果表明：相比传统分段线性模型,抗蛇行减振器非线性力学模型能够同时体现黏性阻尼力和油液被压缩而产生的回复力,仿真计算结果与试验结果吻合良好;基于抗蛇行减振器非线性力学模型计算的临界速度会随踏面等效锥度的增加而先增大后减小,计算的横向平稳性指标较高,且随速度增加而增加的趋势更显著。研究表明,抗蛇行减振器非线性力学模型能够有效提高动力学仿真精度,对车辆的蛇行运动稳定性和横向平稳性有较大影响,但对垂向平稳性和曲线通过安全性的影响较小。     

抗蛇行减振器温变特性研究

分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性的影响,比较了不同油液类型不同温度时对减振器动态特性的影响,并对抗蛇行减振器在工作过程中油液温变特性进行了研究。结果表明:随着油液温度的降低,减振器吸收的能量、动态阻尼和动态刚度越来越越大,低温时油液温度对减振器动态特性影响大于高温时。不同油液类型对抗蛇行减振器动态特性影响非常大,A油液对温度敏感程度大于B油液;不论低温还是常温,减振器连续不断工作,短时间(140min)内温度有所上升,但由于散热快,上升都不是很大,温度随时间呈斜率增加式非线性增加,即温度上升越来越快。     

油温对抗蛇行减振器特性和动力学性能的影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和整车动力学性能的影响,对我国某高速动车组抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。仿真结果表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低,油液温度对车辆平稳性、安全性影响并不明显。     

高速列车抗蛇行减振器动态与静态特性研究

分析了新、旧抗蛇行减振器以及抗蛇行减振器在不同安装长度时的动态特性与静态特性。研究结果表明:抗蛇行减振器在服役120万公里后,其静态特性变化不是很明显。其动态阻尼、动态刚度下降相对较明显,动态阻尼下降约为10%,动态刚度下降约为15%。随着幅值的增加,动态阻尼、动态刚度减小率均逐渐减小,动态刚度减小率没有动态阻尼变化明显。抗蛇行减振器不同安装长度时静态特性没有太大变化,动态刚度、动态阻尼随着安装长度的增加总体呈减小趋势,减振器安装长度每增加40 mm,动态刚度平均约减小5%~7%,动态阻尼平均减小约为2%~8%。因为它们静态特性都没有明显变化,故不能再根据Maxwell模型来分析其对车辆动力学性能影响,体现了Maxwell模型局限性。     

高速列车抗蛇行减振器动态模型及特性研究

针对高速列车油液单向流动式抗蛇行减振器,考虑其节点和油液刚度、活塞质量、流量泄漏等问题,采用静态试验获得阻尼阀卸荷特性,根据油液的压力流量方程建立减振器非线性动态模型,通过数值仿真和试验比较了减振器在不同激扰幅值和频率下的阻尼力、动态刚度和动态阻尼,误差均在5%以内;研究了减振器静态阻尼力-速度曲线与动态刚度、动态阻尼之间的关系。实验结果表明：减振器静态阻尼曲线在卸荷点之前的非线性对动态参数影响显著,激励幅值越小影响越大;保持卸荷点前后阻尼不变,增大卸荷速度能提高大激扰幅值和高激扰频率下的动态刚度和动态阻尼;固定卸荷速度、增大卸荷力,动态刚度和动态阻尼均增大。     

某型抗蛇行减振器力学特性试验研究

针对应用于我国动车组上的某型抗蛇行减振器,利用减振器性能试验台,在常温环境条件下进行泄漏试验和力学特性试验。通过泄漏试验检验抗蛇行减振器密封性能。力学特性试验分为静态和动态特性试验;静态特性试验验证抗蛇行减振器静态特性包括阻尼力-速度和阻尼力-位移特性;动态特性试验测试抗蛇行减振器动态特性参数,输出不同幅值及不同频率下减振器的动态刚度和动态阻尼。减振器试验过程中和试验结束后均无漏油现象,满足技术要求。同时试验结果表明了抗蛇行减振器力学特性研究的重要性。     

抗蛇行减振器的模型研究

分析了广泛应用于动车组车辆上的抗蛇行减振器的工作原理,将抗蛇行减振器的力学特征抽象为弹簧、阻尼单元,在Maxwell等效参数模型的基础上,考虑抗蛇行减振器油液阻尼的分段特性,同时考虑橡胶节点刚度和油液刚度,建立液压减振器的分段线性模型。在此基础上,求解抗蛇行减振器的动态阻尼与动态刚度。同时,针对应用在动车组上的某抗蛇行减振器进行动态特性试验,得到减振器的动态阻尼和动态刚度曲线。最后,将分段线性模型的计算结果与两种线性阻尼的Maxwell模型计算结果、试验结果进行对比,验证了模型的准确性。     

垂向减振器对铁道车辆动力学性能的影响分析

随着运行速度的不断提高,减振器在保持铁道车辆运行的安全性和乘坐的舒适性方面也发挥了越来越大的作用。在常规的动力学分析中,基本上只是考虑减振器的阻尼特性,忽略了减振器的端部连接刚度和卸荷特性等因素。在建立了充分考虑减振器的端部连接刚度、阻尼以及卸荷特性的减振器模型的基础上,结合铁道车辆的垂向简化模型,通过线性分析的方法研究了一系、二系垂向减振器的各参数对车体的频率响应和垂向平稳性的影响。并指出在进行减振器参数的选择和进行减振器相关的分析时,在阻尼特性的基础上还应增加对端部连接刚度和卸荷特性的关注。     

铰接系统减振器对虚拟轨道车辆动力学性能的影响

虚拟轨道车辆作为新型轨道交通,由于多节编组结构导致车辆自由度较多,可能会出现甩尾、横摆、折叠等不稳定现象,影响车辆行驶稳定性和平稳性。虚拟轨道车辆通过铰接系统进行连接,铰接系统阻尼较小,车辆易出现跑偏、失稳等情况,阻尼较大,则会降低列车的灵活性。基于某三模块六轴虚拟轨道车辆实际参数,建立车辆系统动力学模型,选择直线、换车道以及1/4圆曲线等典型工况,通过联合仿真等方法分析铰接阻尼对车辆动力学性能的影响。研究结果表明：直线工况下,增大阻尼系数能够有效抑制车辆的横摆角加速度,提高车辆的横向平稳性;在B级路谱、70 km/h工况下,阻尼系数为107N?s/m时,横向平稳性相比未安装铰接减振器降低14.1%,但对车辆垂向平稳性影响较小。换车道工况,阻尼系数过大或过小均会使列车的横向稳定性恶化,合理的阻尼系数将提高车辆的横摆阻尼比,减小车辆间的横向摆振,从而控制后部放大系数和轨迹偏移量;阻尼系数为107N?s/m时,后部放大系数显著减小,且轨迹偏移量由0.724 m降至0.511 m,减小29.4%。1/4圆曲线工况,增设铰接系统减振器将降低车辆的曲线通过性能,当阻尼系数为107N?s/m时,转...     

抗侧滚扭杆对地铁车辆动力学性能影响分析

采用SIMPACK动力学分析软件建立了某80km/h B型地铁车辆的动力学模型,分析比较了该车辆的动力学性能随抗侧滚扭杆刚度的变化情况。计算结果表明:抗侧滚扭杆装置能显著降低车辆柔度系数、轮轴横向力、车体侧滚角和倾覆系数;对车辆非线性临界速度、脱轨系数则影响不大;对车辆运行平稳性、轮重减载率则存在不利影响。     

车端纵向减振器对低地板轻轨车辆动力学性能的影响

建立了100%低地板轻轨车辆动力学模型,分析了车间纵向减振器阻尼参数对低地板车辆的稳定性、平稳性和曲线通过性能的影响,结果表明阻尼设置对车辆的直线运行性能和曲线通过存在不同影响。因此,低地板车辆应采用具有大小二级阻尼的半主动减振器,直线行驶时采用大阻尼以保证车辆的稳定性和平稳性;曲线通过时采用小阻尼以提高车辆曲线通过性能。可通过检测车体和转向架的相对摇头角,来判断车辆是运行在直线上还是曲线上。     

快捷货运电力机车抗蛇行减振器关键参数优化分析

当前快捷货运研发技术日益成熟,开行快捷货运列车势在必行,与传统货车相比,快捷货运时速要求更高,电力机车的参数优化愈加必要.基于车辆动力学理论,采用仿真软件SIMPACK建立机车动力学模型,对抗蛇行减振器的节点刚度与阻尼特性进行优化研究.结果表明:抗蛇行减振器的节点刚度最优值为20 MN/m,当节点刚度高于此值时,轮轨横...