增强阻尼特性的轴箱弹簧结构设计研究

针对轨道交通车辆转向架用轴箱弹簧在减振降噪能力不足的问题,提出了一种可增强阻尼特性的轴箱弹簧创新结构设计,对锥形弹簧增加液压减震器的设计,轴箱弹簧受载时载荷时可实现低刚度和大阻尼吸振,有利于提高车辆的减振降噪能力。此种设计在不增加安装空间的前提下可实现产品阻尼力的提升。同时产品既可以新造又可以从现有结构上进行改进,同时也可为其他类似产品结构改进提供参考借鉴。     

某型低地板车辆沙漏簧国产化的研制

沙漏型橡胶弹簧具有刚度小、结构简单、质量轻等优点,常用于城轨低地板车辆二系悬挂系统。介绍一种低地板车辆用沙漏簧国产化研制过程,研究城轨车辆二系悬挂系统的运动机理。通过理论计算和参数选型得到适合该低地板车辆的沙漏簧,构建了沙漏簧的有限元模型,探明了橡胶件有限元建模的规律,并通过试验验证了有限元仿真的准确性。结果表明：该沙漏簧刚度、蠕变及疲劳等性能满足设计需求。     

变刚度橡胶弹簧结构设计研究

针对轨道交通车辆转向架用轴箱弹簧在受载范围较大时存在弹簧变形量较大、刚度成线性的问题,提出了一种可变刚度橡胶轴箱弹簧创新结构设计及其变刚度方法,对轴箱弹簧进行了二级减振设计,轴箱弹簧在大载荷时,能够变刚度,减小变形挠度,同时可通过调整钢弹簧的参数改变轴箱弹簧的刚度特性。此种设计可实现产品刚度的调节,提升了车辆的运行品质,同时也节省了安装空间,产品既可以新造又可以从现有结构上进行改进,同时也可为其他类似产品结构改进提供参考借鉴。     

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。     

专利文摘

一种载重汽车用辅助橡胶金属层叠弹簧及其安装方法,采用层叠橡胶金属弹簧结构,由多层弹性橡胶层与金属隔片组合而成复合弹性橡胶金属体,且多层弹性橡胶层与金属隔片采取锥形结构布置,为不等弹性力的弹性体组合;所述的弹性橡胶层可以是由2～9层橡胶层,所述的金属隔片为3～9层;     

面向地铁轮缘磨耗控制的车-轨参数优化设计

针对地铁车辆在小半径曲线线路运行时产生的严重轮缘磨耗问题,通过车辆轨道耦合系统动力学分析,确定产生轮缘磨耗的曲线半径范围;基于可评价轮缘磨耗的地铁轮缘磨耗分析模型,确定了影响轮缘磨耗的轨道和车辆转向架关键影响参数(简称车-轨参数);采用代理模型和智能优化算法对遴选出的轨道和车辆转向架关键影响参数进行优化设计。研究表明,轨底坡、轨距、超高、一系钢簧纵向及横向刚度、二系空气弹簧纵向刚度和轴距对轮缘磨耗均有一定的影响。对轨道和车辆转向架关键影响参数进行优化设计可使地铁车辆在小半径曲线线路运行时产生的轮缘磨耗降低10%以上,研究成果可为减缓地铁车辆轮缘磨耗提供理论指导。     

铰接车橡胶弹簧悬挂系统非线性特性建模分析

橡胶弹簧悬挂系统结构简单减振性能良好,在非公路车辆、大型载重车辆和工程车辆中有广阔的应用前景。对铰接式自卸车悬挂系统进行了研究,对前悬沙漏式橡胶弹簧、后悬的复合橡胶弹簧等进行静、动态实验及分析,在试验的基础上,基于有限元方法对橡胶弹簧的非线性刚度特性进行理论建模与分析,并分析橡胶弹簧结构参数对其刚度特性的影响。对其非线性刚度进行分析,对比分析表明模型仿真与试验分析结果曲线具有一致性,表明所用理论方法和所建模型的准确性;采用非线性有限元接触模型对橡胶弹簧特性进行分析,可有效提高分析的时效性;橡胶弹簧的静态特性试验研究表明,结构的刚度与系统的载荷呈现正相关特征;橡胶弹簧的动态特性试验研究表明,其动刚度和阻尼损耗因子与振动频率和振幅有很大的关系;试验结果和分析模型可作为设计选用橡胶弹簧的依据。     

车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响研究

针对国内某地铁线路车辆在运行中出现一系钢弹簧疲劳断裂的现象,对车轮多边形对地铁车辆一系钢弹簧疲劳寿命的影响进行了研究。通过对发生断簧位置的车轮表面状态进行测试,发现车轮存在明显的六阶车轮多边形磨耗。通过一系钢弹簧动应力测试,发现了车轮多边形激励导致弹簧共振可能是一系钢弹簧断裂的原因。基于SIMPACK和ANSYS相结合建立了考虑一系钢弹簧柔性的刚柔耦合动力学模型,计算了不同多边形状态下一系钢弹簧的应力载荷谱,采用Miner线性累积损伤理论对弹簧疲劳寿命进行了计算和对比分析。研究结果表明:地铁车辆车轮多边形的阶次、波深以及列车的运行速度对一系钢弹簧的疲劳寿命都有很大的影响,且当车轮多边形通过频率与一系钢弹簧固有频率接近时,其寿命显著降低。降低弹簧座橡胶垫刚度可以提高隔振能力,增加弹簧使用寿命。     

动力稳定车金属橡胶弹簧非线性动刚度特性研究

金属橡胶弹簧的动刚度是进一步研究动力稳定车整体性能的关键因素之一。根据动力稳定车金属橡胶弹簧本构参数,建立了金属橡胶弹簧有限元模型,基于LS—DYNA研究了金属橡胶弹簧的3个坐标方向的非线性动刚度。根据分析结果,认为金属橡胶弹簧在不同的载荷、频率组合下其动刚度呈现非线性变化。分析结果可为动力稳定车金属橡胶弹簧的优化设计提供理论依据。     

地铁车辆钢弹簧断裂后的扭曲轨道通过安全性研究

针对地铁车辆转向架常见的一系钢弹簧断裂故障，首先从理论上分析了钢弹簧断裂后的参数变化，然后建立了地铁车辆的动力学仿真模型，考虑弹簧端部支撑圈断裂和弹簧中部有效圈断裂两种故障类型，对比分析了故障车辆和正常车辆通过扭曲轨道的各项安全性指标。研究结果表明：钢弹簧断裂对车辆垂向相关的安全性指标影响明显，主要是轮重减载率和脱轨系数，对轮轴横向力影响很小；此外，不同的钢弹簧断裂类型对车辆的安全性指标影响规律类似，但是数值不同；虽然钢弹簧断裂会恶化车辆的安全性指标，但是各项安全性指标均小于相应的限值，满足标准要求。     

金属—橡胶复合弹簧的设计与选用

金属－－橡胶复合弹簧在国外已经标准化、系列化、商品化、广泛应用于：铁路车辆和公路车辆，振动筛、振动输料机及其他机械的支承隔振设备上。本文就该型弹簧的设计与选用作一简要介绍。     

不同轨道结构形式下地铁车辆部件振动及应力分析

国内某地铁线路主要存在普通短轨枕整体道床、12 mm弹性短轨枕整体道床、18 mm弹性短轨枕整体道床三种轨道结构形式,为了研究不同轨道结构形式下车辆部件振动加速度及应力的差异,通过现场测试和数值分析的方法,对该地铁车辆部件运行状态及特性进行调查。通过对比测试数据发现,在该线路普通短轨枕整体道床上运行时,车辆部件振动加速度RMS值、一系钢弹簧应力RMS值均超过其他两种轨道结构形式上测试结果的两倍,在不同轨道结构形式下,车辆部件振动加速度、一系钢弹簧应力测试数据的特征峰值频率均与对应区段轨道表面不平顺通过频率吻合。基于线性累计损伤理论,结合一系钢弹簧应力测试结果计算弹簧疲劳寿命发现,在12 mm和18 mm弹性短轨枕整体道床线路运行时,弹簧的疲劳寿命达到设计要求;在该线路普通弹性短轨枕整体道床线路运行时的弹簧疲劳寿命远小于其他两种轨道结构形式下的计算结果,仅9.77万公里。     

地铁车辆一系钢弹簧中高频 动态特性分析

现场测试发现地铁车辆一系钢弹簧断裂失效与其运营中表现出的中高频动态特性有关。为研究地铁车辆一系钢弹簧的动态特性,对线路运行的车辆零部件进行动态行为测试,发现一系钢弹簧在中高频段的动态响应异常明显。通过建立一系内外圈钢弹簧的有限元模型,计算分析了钢弹簧在中高频段的固有模态特性、动刚度特性、弹簧动态应力分布特征和橡胶垫刚度对弹簧应力的影响。结果表明:安装状态下内外圈钢弹簧的一阶模态频率分别为58 Hz、52 Hz,其与调查线路钢轨主波长波磨的通过频率相近。在1～1000 Hz位移激励下,一系钢弹簧刚度大小存在频变特性,在钢弹簧固有频率附近发生突变。60 Hz位移激励条件下,钢弹簧出现共振现象时,动态响应最为明显;其动剪应力呈波浪形分布,内簧1.3圈内表面、外簧1.5圈内表面附近的动剪应力最大。钢弹簧动剪应力与橡胶垫刚度正相关,减小弹簧橡胶垫的刚度可降低弹簧动剪应力水平。     

电客车一系弹簧高度调整顶升工装设计与应用

地铁电客车架大修时,全面检查或调整一系叠层橡胶弹簧的高度是必要的程序。本文从实际应用需求出发,设计了一款机电液一体化的电客车一系叠层橡胶弹簧高度调整辅助顶升工装,该工装克服了传统一系叠层橡胶弹簧高度调整方法中存在的千斤顶倾覆隐患、稳定性差、无法同步顶升的的缺点,通过实际应用证明,该工装满足了实际应用需求,且极大地提高了工作效率,避免了作业过程中存在的安全隐患。     

地铁线路钢轨波磨对车辆振动特性的影响

某地铁线路运营过程中,在通过波磨区段时车辆振动水平加剧,从而导致车辆的轴箱盖螺栓、一系悬挂弹簧等部件频繁发生疲劳断裂.为了研究钢轨波磨对车辆振动特性的影响,首先在车辆各主要部件上安装振动加速度传感器,然后在存在钢轨波磨的线路上开展车辆振动测试,根据获取的振动加速度数据来分析钢轨波磨、轨道结构及钢轨打磨前后条件下车辆轴箱、弹簧座、构架和车体地板的振动特性.结果表明:钢轨波磨对车辆轴箱、弹簧座和构架的振动影响较大,但对车体地板的振动影响不明显.轮轨系统振动在传递过程中,二系悬挂系统起到了较大的衰减振动能量的作用.当打磨后的钢轨波磨依然存在但波深显著降低的前提下,车辆轴箱和构架的振动水平显著降低,车体地板振动水平无明显变化.     

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...     

聚焦车用橡胶空气弹簧悬架新技术

车用橡胶空气弹簧悬架是连接车辆车身和车轮之间一切传力装置的总称,当车辆在不同路面上行驶时,由于悬架系统实现了车身和车轮之间的弹性支承,有效地降低了车身与车轮的振动,从而改善了车辆行驶的平顺性和操纵稳定性。综述了车用橡胶空气弹簧悬架系统的功用与应用范围,介绍了车用橡胶空气弹簧悬架系统的种类和特点,分析了车用橡胶空气弹簧悬架的性能特点,研究了橡胶空气弹簧悬架的结构原理,指出了车用橡胶空气弹赞悬架技术发展趋势。     

120km/h A型地铁车辆径向转向架动力学性能研究

为使地铁车辆转向架在保证良好蛇形稳定性的基础上改善其曲线通过性,阐述了径向转向架的导向原理,并基于多体动力学仿真软件建立了传统、自导向以及迫导向三种地铁车辆动力学模型,对比分析了不同转向架的动力学性能.研究结果表明,地铁车辆采用径向转向架能显著改善冲角以及轮轨磨耗,但自导向转向架在极小半径曲线径向效果不佳;为提高车辆直线稳定性,自导向转向架径向机构需要匹配大阻尼减振器,迫导向转向架需要通过悬挂参数匹配以防车辆低锥度失稳.     

非线性变刚度橡胶悬架结构灵敏度分析与参数优化

针对工程车辆变刚度橡胶悬架，在建立橡胶弹簧有限元参数化模型的基础上，通过橡胶弹簧的结构参数对轴向变形量的灵敏度分析，掌握不同载荷下结构参数变化对刚度影响的规律，确定最敏感的设计变量。以整车悬架动态参数优化获得的最佳非线性刚度特性曲线为优化目标，实现了新型变刚度橡胶弹簧结构参数的优化设计。     

基于多体动力学的快速地铁车辆一系钢圆弹簧振动特性分析

为了探究一系钢圆弹簧断裂机理,文中基于多体系统动力学,采用动力学仿真软件SIMPACK,建立了快速地铁车辆的动力学模型,仿真模拟了一系钢圆弹簧在不同激励状态下的振动位移,从钢轨波磨角度出发,对比分析钢轨打磨前后一系钢圆弹簧振动情况.结果 表明,轨道不平顺幅值及车轮不圆度的增加会加剧一系钢圆弹簧的振动,在对钢轨进行打磨之...