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.     

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。     

一种地铁转向架的多柔体动力学建模方法研究

为更加系统真实的研究地铁转向架动力学性能,从多柔体动力学角度出发,以某B型转向架为例,建立了包含转向架、车体及轨道的多柔性动力学模型,研究了全新的非线性空气弹簧动力学模型建立方法和部件间运动耦合定义方法,使用轮轴转速驱动和轮轨接触方式进行速度加载,采用显示动力学计算方法,得到动态运行下平稳性指标和动应力并与实验进行对比,结果表明:实验与仿真结果基本一致,该建模方法准确可靠,能为转向架动力学研究提供是一种新的思路。     

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...     

新型独立转向架的研制及其在改善轮轨关系方面的应用

从轮轨接触的形式、轮轨磨损成因及降低轮轨磨耗的对策分析出发,通过对独立旋转车轮工矿车辆转向架的研制和运行验证后,对该转向架的优点做了总结,结果表明该转向架在降低轮轨磨耗、提高曲线通过能力、提高适应线路扭曲的能力、改善车辆运行品质等方面均有明显效果,这对铁路干线车辆转向架具有借鉴意义。     

接触刚度对高速列车轮轨接触动力学时变特性的影响及其机制

以CRH3型高速列车头车与标准CHN60型轨道为研究对象,利用动力学软件RecurDyn建立车辆-轨道耦合动力学模型;采用弹簧阻尼模型定义轮轨接触关系,跟踪检测服役列车不同运行里程下的车轮粗糙度,根据相关文献的轮轨接触刚度计算结果,对高速轮轨滚动接触动力学性能进行研究,并取该头车的后转向架二位轮对处结果进行数据分析。计算结果表明:随着高速列车运行里程的增加,车轮表面粗糙度减小,使得轮轨接触刚度增大;轮轨横向力随着运行里程的增加先减小后增大,其频率主要分布在10 Hz以下的低频段;轮轨垂向力随着运行里程的增加而增加,并在5、10、28 Hz附近有比较明显的主频率段;轮轨纵向力主要由切向蠕滑力的纵向分量构成,与轮轨垂向力在时域分布和频域分布上均非常相似。     

扭曲线路下A型地铁车辆安全性分析

为了研究轨道扭曲对A型地铁车辆动力性能的影响规律,本文利用多体动力学软件对标准120 km/h速度级A型地铁车辆进行动力学建模.基于多体动力学原理和轮轨接触理论,运用SIMPACK和MATLAB软件联合仿真,对不同参数下车辆临界速度和系统模态进行分析.在轨道扭曲线路条件下,对考虑不同轮轨匹配的车辆脱轨安全性进行校核;另外,为防止车辆运行中出现爬轨安全性问题,计算了轮重减载率和转向架回转阻尼系数以校核车辆爬轨安全性.计算结果表明:新轮状态下,轮轨黏着系数越高车辆运行稳定性越好,车辆参数对系统振动模态影响明显;扭曲线路工况下,车辆安全性能校核结果良好,且其校核方法为轨道车辆在此类恶劣线路下的安全性能校核提供了依据.     

地铁车辆径向转向架主动控制策略研究

为使地铁车辆在保证直线稳定性的同时,又能改善曲线通过性能,本文阐述了主动径向转向架的导向机理,并基于多体动力学建立了主动径向转向架联合仿真模型,从理论角度研究了基于冲角的径向线控制策略和基于纵向蠕滑力的纯滚线控制策略,从工程实用角度研究了基于二系回转角和线路信标的相对摇头角控制策略,对比论证了工程控制策略的可行性。研究结果表明：与传统转向架相比,主动径向转向架能够在车辆通过曲线时,控制轮对趋于径向线位置,大幅提高曲线通过性能;采用不同控制策略均可以显著减小轮对冲角,改善轮轨磨耗。     

两种米轨机车转向架动力学性能分析

在广大山区,由于受到条件的限制,线路往往依山势而建,条件差,半径小,高差大,对机车本身性能要求较高。针对某型专门适用于山区线路设计的3B0米轨机车,建立车辆动力学模型,对比原始转向架和加装了横动装置的改进型转向架,对机车动力学性能进行分析。结果表明:在直线运行工况下轮轴横向力与脱轨系数最大值出现在中间转向架第三轮对,与原始方案相比,改进方案机车惰行工况下脱轨系数和轮轴横向力都较大;在R60的小半径曲线工况下,二系橡胶堆无法提供足够的横向剪切变形,而通过加装横动装置能够补偿车体与构架间巨大的横向偏移与扭转变形,大大减小轮轨横向冲击。     

高速列车车轮多边形磨耗对轮轨力和转向架振动行为的影响

列车车轮多边形磨耗会显著加大轮轨相互作用力和转向架关键部件振动幅度,恶化车辆系统和轨道部件的工作环境,严重时将会威胁到行车安全。基于三维车辆-轨道耦合动力学模型,用谐波叠加法模拟车轮多边形磨耗,作为车辆轨道耦合动态行为分析时的激励输入,计算车轮多边形磨耗阶次、车辆运行速度和运行里程对轮轨力的影响,并分析车轮多边形磨耗与轮轨力之间的相位关系;建立转向架系统高频振动全有限元模型,以时域轮轨力作为模型输入,分析车轮多边形磨耗参数对转向架轴箱、构架振动响应的影响。计算结果显示,随着列车运行速度、车轮多边形磨耗幅值和阶数的提高,轮轨垂向作用力波动范围和转向架振动响应均会显著增大。所得的结果可为高速列车车轮多边形形成的机理和抑制措施的进一步研究提供参考和指导。     

A型城轨车辆转向架国产化方案

介绍了A型城轨车辆转向架的设计方案、主要技术性能和结构特点,阐述了转向架的动力学性能参数的优化选择及主要受力部件强度分析原则.     

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。     

基于激光检测技术兼容大轴重转向架通用正位检测台研究

基于激光检测技术的转向架通用正位检测台是根据车辆段使用的交叉支撑转向架研制,设备兼容性高,能够同时对转K2、K6、大轴重DZ型转向架进行正位检测,实现多功能化,操作方便,节省占地空间.整台设备检测过程自动化程度较高,操作者仅需将被测转向架落至检测台上即可,工件的检测由激光检测装置自动完成,并自动判断检测结果.     

160km/h内侧悬挂转向架构架的设计与有限元分析

转向架是铁道机车车辆重要组成部分,对机车运行安全性能和动力性能起着重要作用,而传统的外侧悬挂式转向架在质量轻量化方向已经没有潜力。对160 km/h内侧悬挂式客车转向架构架进行结构设计与有限元强度分析,计算结果表明,构架在满足强度的同时,车轴长度减短,两侧梁间距减小,构架整体尺寸减小,从而减小了簧间质量和簧下质量,其质量比传统的外侧悬挂式转向架要小得多,实现了轻量化设计的目的;同时减小了轮轨作用力和轮轨磨耗,改善了车辆动力学性能。     

不同焊缝类型对宽轮距转向架构架疲劳分析的影响

转向架是单轨车辆核心的部件之一,承担着车辆的牵引、制动和承载作用,直接影响到车辆运行的安全性和可靠性。其中构架又是转向架的承载主体,传递并衰减轮轨与车体的振动。宽轮距转向架构架通过焊接和大量螺栓连接,事实上,在复杂的动载荷作用下,疲劳破坏主要从焊缝和螺栓连接处开始。对于焊接结构,由于焊接接头部位存在较大的应力集中,且常伴随有各种焊接缺陷,因而是最容易发生疲劳破坏的区域。所以焊缝结构疲劳分析及优化在设计阶段尤为重要。     

曲线钢轨初始波磨形成的机理分析

利用数值方法分析钢轨离散支撑引发曲线钢轨初始波浪形磨损形成的机理.建立车辆轨道耦合动力学模型、轮轨滚动接触理论模型和轮轨界面材料摩擦磨损模型为一体的钢轨磨耗型波浪形磨损计算模型.考虑半个车辆模型和有限计算长度的轨道模型,利用Hertz非线性接触弹簧和沈志云-Hydrick-Elkins非线性蠕滑理论耦合车辆和轨道的计算模型来计算轮轨的法向载荷和切向载荷.通过车辆过曲线动力学分析,确定轮轨的瞬时接触位置、法向载荷、蠕滑率等.根据修改的Kalker三维滚动接触理论计算轮轨滚动接触力学行为,再利用轮轨材料摩擦磨损模型计算钢轨的磨损量.对曲线两端的缓和曲线和圆曲线的初始波磨形成过程作详细分析,并对波动频率也作了调查.数值结果显示,同一个转向架4个车轮引起的磨损波长和波深是不同的;不同曲线位置初始波磨的波深和波长也有区别;波磨的频率和轮轨接触振动密切相关;波磨的频率不仅包含轨枕的通过频率,也包含轨道被激发的更高振动频率.     

跨座式单轨转向架构架结构分析与优化

转向架作为轨道车辆的重要组成部分,起着牵引行走和制动等重要作用,是决定列车运行安全和动力学性能最为关键的组成部分。利用CATIA软件建立了新转向架构架的三维模型;利用HyperWorks软件建立了新转向架构架的有限元模型。结合跨座式单轨车辆转向架构架典型受力工况,采用有限元方法,对新转向架构架进行尺寸优化详细设计、静强度分析和模态分析。优化分析结果显示,新转向架构架在满足结构强度刚度要求的同时也达到了轻量化的效果,同时构架的动态特性比较好。     

HXN5拉杆式与导框式转向架动力学性能仿真

建立了单拉杆式和导框式转向架机车的SIMPACK模型,并进行了动力学性能仿真;就拉杆式转向架的非线性临界速度、直线运行平稳性、曲线通过性能等动力学性能与导框式转向架进行分析比较,仿真结果显示两种转向架各有优缺点:新型的拉杆式转向架具有更高的非线性临界速度,导框式转向架的乘坐舒适性方面要明显优于拉杆式转向架,曲线通过安全性的四项指标中两种转向架则各有优劣。     

新型市域快轨车辆转向架的研制

介绍了一种新型市域快轨车辆转向架的主要技术参数、各部件的基本结构特点,采用正向设计理念,对构架、枕梁、牵引梁等主要结构部件进行有限元仿真分析,完成了动力学仿真计算,并对转向架主要部件的结构强度及动力学性能进行了试验验证.经过理论计算和试验验证,该转向架的结构强度和动力学等各个方面的性能均满足要求.该转向架的研制以160...     

基于颗粒阻尼的内燃动车组动力包构架多工况减振研究

减少转向架振动有利于控制铁路列车车体平稳,延长结构寿命,对动力包构架的减振研究工作有重要意义。基于颗粒阻尼对某型内燃动力总成(简称动力包)转向架构架进行减振研究,结合有限元方法和模态试验,分析转向架构架的动力学特性,确定颗粒阻尼器安装位置。建立颗粒系统—转向架构架的离散元模型,计算不同阻尼颗粒参数对应的能量耗散值,得出在给定工况下转向架构架最优阻尼颗粒参数。按照计算所得的最优参数,设计、制造、安装颗粒阻尼器,在动力包试验台架上对比分析各工况下转向架构架减振前后测点振动加速度。结果表明,在目标工况下,转向架构架振动幅值在垂向上减少60.7%;在其他档位时,转向架构架振动加速度幅值有15.5%到67.4%不等的减振效果,平均减振效果为49.33%,为转向架构架以及列车其他部件的减振提供了新方法和设计准则。