普通轨与槽型轨对现代有轨电车动力学性能的影响

基于多体动力学软件SIMPACK建立了四模块低地板现代有轨电车仿真模型,在模型中考虑CHN60普通钢轨与60R2槽型钢轨的影响,对有轨电车的非线性运动稳定性、直线运行平稳性以及曲线通过能力进行了研究,结果表明:两类钢轨上运行的车辆均具有良好的动力学性能;CHN60普通钢轨上车辆的非线性运动稳定性和平稳性要优于60R2槽型钢轨上的车辆,但两者相差不大;60R2槽型钢轨上车辆具有更好的曲线通过能力,且槽型钢轨断面具有一定的护轨功能,因而在有轨电车钢轨选型上,建议使用槽型钢轨。     

三模块有轨电车运输方案及工装结构设计

根据三模块有轨电车的结构特点,对三模块有轨电车运输方案进行了研究,设计了整套分模块运输工装,通过对工装三维仿真分析,可实现三模块有轨电车分模块公路运输。实践证明,工装结构设计合理,满足三模块有轨电车运输安全要求。     

低地板独立车轮转向架设计及动力学分析

介绍并分析了独立旋转车轮转向架在车辆动力学性能上的优势,设计一种基于轮毂电机驱动的独立车轮转向架,并利用SIMPACK多体动力学仿真软件对该转向架的曲线通过性及运行稳定性进行分析。     

某动车车辆台架动力学性能试验研究

以某高速动车车辆为研究对象,将其放置在转向架滚动振动试验台进行相应的动力学性能试验,研究同种抗蛇形减振器在车体与转向架构架之间不同的布置方式对车辆运行稳定性的影响.研究结果表明:抗蛇形减振器采用的不同布置方式对车辆稳定性有较大的影响.在进行转向架设计时,不仅要合理选用抗蛇形减振器的性能参数,同时要选择使车辆更稳定的抗蛇形减振器布置方式.     

关节式集装箱平车动力学建模与仿真

建立了关节式集装箱平车非线性动力学模型，在建模过程中，对三大件转向架、车体间铰接结构等关键部件的处理方法进行了分析，并运用SIMPACK多体动力学仿真软件研究了车辆系统的运动稳定性、运行平稳性及曲线通过性能，分析结果表明，该车具有较好的动力学性能，能够满足运行要求。     

低地板有轨电车准零刚度二系悬挂系统研究

利用一对横向放置的线性弹簧在垂向产生负刚度,与垂向正刚度线性弹簧并联组成准零刚度隔振系统,结合低地板有轨电车转向架U型侧架,设计出适用于低地板有轨电车的准零刚度二系悬挂系统。对所设计的二系悬挂系统分别进行静力学、动力学分析,得到其刚度特性和传递率特性。通过SIMAPCK动力学仿真软件建立了三车连挂低地板有轨电车模型,与MATLAB/SIMULINK进行联合仿真。研究结果表明,与等效线性弹簧二系悬挂系统相比,准零刚度二系悬挂系统隔振频率范围更广,尤其是在低频阶段,具有良好的隔振特性,可以有效减小车体振动,提高运行平稳性,改善乘坐舒适度。     

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.     

液压防折弯系统对有轨电车曲线通过性能影响研究

依据有轨电车液压防折弯系统工作原理,基于流量连续性方程和力平衡方程,并详细考虑缓冲阀工作状态判断依据,建立有轨电车液压防折弯系统动态模型,分析液压防折弯系统的动态响应特性。基于液压防折弯系统动态模型,建立考虑液压防折弯系统的四模块单车型独立轮对低地板有轨电车协同仿真动力学模型,研究液压防折弯系统对有轨电车曲线通过性能的影响。结果表明,与传统无液压防折弯系统的有轨电车相比,安装液压防折弯系统可使车辆同一单元内前、后模块车体的摇头角趋于一致,同时有效减小车辆最大摇头角及横向偏移量;防折弯系统控制液压缸作用力不同,前车靠近导向轮一侧控制液压缸作用力最大;液压防折弯系统改善车辆曲线通过性能,提高整个车辆的安全性。     

特种铁道车辆转向架选型分析

针对特种货物的运输要求,提出了特种铁道车辆转向架的选型原则,通过对转K6型、209T型和转26G型三种成熟结构转向架动力学性能计算,分析了在不同速度等级下,装用三种转向架的车辆动力学性能指标满足GB/T5599-1985《铁道车辆动力学性能评定及试验鉴定规范》的情况,并对特种铁道车辆的动力学平稳性指标评价标准提出了建议的考核要求。     

四模块铰接式100％低地板车车体结构强度分析方法

针对四模块铰接式100％低地板车车体结构强度分析中编组计算模型大、受力分析复杂的问题,设计一种单模块分离的计算方法.根据低地板车辆的结构特点和铰接装置的动态特性,建立车体结构在分析工况下的静力学平衡方程;求解得到各模块车体连接部件的铰接载荷及车体和转向架的接口载荷;单独对每一节车体进行结构强度分析.基于此方法计算了车钩...     

胶轮导轨电车导向机构设计研究

胶轮单轨电车属于中等运能的新型有轨电车,具有比地铁投资小、工期短,比高架轻轨线路成本低、污染小,且对道路要求较低等优点。对胶轮导轨电车的发展及在国内外的研究现状进行概述,详细说明车辆的工作原理。设计新型导向机构并对导向机构原理、运动规律、锁死机构可靠性进行分析。根据其最小通过曲线半径设计连杆尺,为验证该尺寸是否满足要求,建立拖车转向架动力学模型,对其进行仿真分析,结果表明该方案切实可行。     

转向架群配置高速货运动车组车辆曲线通过动态特性研究

为了揭示我国最新研发的转向架群配置高速货运动车组车辆动力学特性,本文综合考虑车辆三系悬挂与转向架群配置的结构和功能特点,基于多体系统动力学理论,建立了转向架群配置的高速货运动车组车辆系统动力学模型。仿真分析了空、重车情况下车辆以不同速度通过曲线的轮轨动态相互作用、车辆运行安全性、车辆运行平稳性等动态性能指标。研究结果表明:①无论空车或重车在本文仿真计算的曲线工况下其各项动力学指标均在限值之内;②轮轨动态相互作用和车辆运行安全性随着速度的增加基本都呈现先减小后增大的趋势,最小值基本都在车速325km/h左右出现;③重车轮轨动态相互作用以及倾覆系数均大于空车,而脱轨系数则是空车大于重车;④车体垂向加速度以及垂向平稳性指标随车辆运行速度变化较小,横向加速度随车速增大而增大,横向平稳性指标则有先增大后减小再增大的趋势,垂向或横向平稳性指标都为优。     

影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数分析

铰接式自卸车的工作环境恶劣但载重量较大,对其操纵稳定性具有较高的要求,整车中对此性能的影响因素较多,对影响铰接式自卸车操纵稳定性的结构参数进行分析具有重要意义。稳定性与动态特性是准确描述车辆运行过程中操纵性能的重要特性,根据铰接式自卸车结构特点,为建立准确的整车多自由度操纵动力学模型,用多体系统动力学原理,对整车进行分析并建模。基于多体动力学模型,车辆运行在满载和空载状态时,系统采用角阶跃输入,对各状态参量的瞬态与稳态响应进行分析;分析重要结构参数变化时,对各状态参量的响应情况进行分析,得结构参数对车辆操纵稳定性的不同影响。前轮胎侧偏刚度越小,而后轮的侧偏刚度在一定范围内增大时,整车的操纵稳定性越好,且能够很好的减小车辆转向稳态时的簧载质量侧倾角;车辆悬架刚度对整车状态参量影响较小;轴距越靠前、铰接点越靠前布置越有利于提高操纵稳定性。研究方法和结果为此类车辆设计提供参考。     

基于LabVIEW的自定义有轨电车制动计算软件设计

为了解决传统制动计算定制化程度低、计算效率低等关键问题,细化低地板有轨电车制动计算,该文利用LabVIEW编写自定义低地板有轨电车制动计算软件。实现自行设计低地板有轨电车的制动计算,其自定义功能包括调整转向架数量、转向架类型、车辆参数、电液制动参数、基础制动装置参数等影响因素。软件具有车辆编组设计,参数自主设置,参数导入导出,制动力、制动缸压力、制动距离、制动时间快速计算,车辆单元制动力配合等设计计算功能。验证结果表明,该软件具有人机交互友好、参数自定义方便、计算结果准确等特点,该制动计算软件能成为设计低地板有轨电车制动系统的有用开发工具。     

A型地铁转向架动力学仿真及滚振试验性能研究

针对北京地铁车辆装备有限公司和西南交通大学牵引动力国家重点实验室设计的120 km/h A型地铁转向架,建立其动力学模型并计算了相关动力学性能指标,分析该转向架设计合理性;基于动力学仿真结果,进一步对该转向架在机车车辆整车滚动振动试验台上进行了滚振动力学试验,并给出车辆在空簧失气故障工况条件下运行时的合理建议.仿真计算与试验结果表明,该A型地铁车辆具有良好的蛇行运动稳定性,在美国V级直线线路上以40～120 km/h速度运行时的平稳性达到优级标准,其临界速度及运行平稳性均能够满足线路上最高运行速度120 km/h的要求,为该转向架上线提供了理论依据及试验参考.空簧失气后,车辆非线性临界速度大幅度降低,安全性指标(轮轴横向力、轮轨垂向力、脱轨系数、轮重减载率)有所增加,而其垂向平稳性指标较原车正常工况明显增大,并且运行速度越高差距越大,若车辆在运行过程中出现空簧失气故障现象,应立即降低车辆运行速度,为保证运行品质,建议限速80 km/h.     

单轨车辆耦合动力学模型与振动响应特性

为了研究单轨车辆在设计车速范围内的振动响应特性,进而评价单轨车辆运行平稳性与舒适性能,分析了单轨车辆走行轮、导向轮、稳定轮和转向架中央牵引装置及车体间的拓扑关系,利用Hamilton方程构建了包含走行轮与轨道梁顶部,导向轮、稳定轮与轨道梁侧部等三向轮轨接触对的单轨车辆空间耦合系统动力学模型,并对单轨的PC轨道梁走行面及轨道梁左、右两侧部轨面的不平度进行了数值模拟。基于空间耦合动力学模型,以轨道不平度为激励源,设定车辆以某一恒定速度在直线轨道上运行,获取了单轨车辆的振动响应特性,并与实车测试结果对比分析,验证了单轨空间耦合动力学模型的正确性。在此基础之上,获取了单轨车辆不同设计车速下的振动响应特性,对单轨车辆的运行平稳性和舒适性进行了评价。结果表明,单轨车辆的舒适性能优良,运行平稳性能处于优秀等级。     

单轨车辆参数对轮胎磨损的影响及优化研究

跨座式单轨车辆的特殊结构使单轨车辆曲线运行中走行轮磨损严重。从单轨车辆动力特性角度,建立了具有三向附着接触对的跨座式单轨列车空间耦合动力学模型,动力学模型仿真结果与实车相关测试数据具有较好的一致性。基于建立的耦合动力学模型,分析了车辆在曲线通过时,单轨车辆悬架参数、结构参数对单轨车辆走行轮胎磨损的间接影响,探索了单轨车辆悬架、结构参数对轮胎磨损的影响趋势,以单轨车辆曲线通过时,走行轮所受侧偏力为目标函数,对单轨车辆悬架参数、转向架结构参数进行优化,优化结果表明:单轨车辆中央悬挂参数对于侧偏力数值影响较小,但通过悬挂参数优化能有效缩短车辆曲线响应时间,转向架走行轮定距参数对侧偏力的影响较大。     

改进的小生境遗传算法在铁道车辆优化设计中的应用

选取合适的优化方法对铁道车辆转向架悬挂参数进行优化,能有效提高车辆的动力学性能。遗传算法是一种多参数多目标优化方法,提出了采用改进的小生境遗传算法,以某铁道车辆转向架悬挂参数为设计变量,针对车辆的稳定性进行了优化设计。结果显示,通过改进的遗传算法优化出的悬挂参数能有效提高车辆的稳定性,优化后车辆的临界速度到达了600 km/h,而通过基本遗传算法和单目标优化方法得到的临界速度分别仅为500 km/h和520 km/h。研究表明,改进的小生境遗传算法能很好的实现悬挂参数间的合理匹配,优化出良好的动力学性能。     

重载铁路货车副构架式径向转向架轮轨动力作用研究

本文简述了评价铁路货车轮轨动力作用的主要指标,研究了配装转K7型、DZ3型转向架时车辆轮轨动低动力作用情况。其次,阐述了配装DZ3型转向架车辆线路动力学试验的部分轮轨动力作用试验结果。结果表明,H.H.Jenkins简化模型、车辆-轨道耦合动力学模型计算结果相近;车辆各轮轨低动力作用指标均与车辆运行速度呈近线性、正比例关系;与25t轴重转向架相比,在重载铁路运输中DZ3型转向架具有十分突出的优势。     

新型独立车轮转向架的研发

介绍了新型独立车轮转向架的主要技术参数及结构。通过有限元方法,计算分析了转向架构架、车轮以及轴桥的应力。转向架的研制是车辆技术中的重中之重,只有在关键技术的研究和关键零部件生产上不断提高国内研制技术水平,才能实现我国在100%低地板现代有轨电车装备领域的现代化。