高铁油压减振器低温阻尼特性试验研究

为了研究高铁油压减振器的低温阻尼特性及其影响因素,从减振器油的品质入手,对两种分别注入物理特性指标接近但品牌不同的减振器油的高铁油压减振器样品,进行了低至-50℃的低温阻尼特性试验,定性分析了低温条件下减振器示功图产生畸变的机理;针对低温条件下阻尼特性的变化特点提出了其关键技术指标的评价和计算公式,通过对比两种减振器样品低温阻尼特性存在的显著差别,表明物理性能指标数据不能完全反映减振器油的低温品质,需结合产品试验来验证。因此,为了提高油压减振器产品的低温适应性,一方面需要加强高性能减振器油的研制,另一方面需要深入开展液压阻尼孔的低温流体力学理论与实验研究。为减振器产品的优化设计提供基础理论和数据支持。     

油压减振器的特性分析

以一系垂向油压减振器为研究对象,从其自身结构与工作原理出发,结合对减振器内部流场的受力、流量分析的理论研究,基于MATLAB、ANSYS ICEM、STAR-CD与ANSYS CFX的软件平台,对减振器内部流场进行了CFD计算,得出了可以标识减振器性能的示功图与阻尼特性曲线,仿真结果与实验特性吻合,为减振器的性能测试提供了一种新手段。     

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。     

履带车辆液力减振器阻尼特性影响因素与实车实验

减振器是车辆保持平稳行驶十分重要的部件,研究减振器的阻尼特性规律有利于我们合理的选择适当的减振器,提高车辆的乘坐舒适性。就目前履带车辆上常用异轴式安装的液力减振器的阻尼特性规律进行研究并实车实验,通过控制变量法,得到影响减振器阻尼特性的两个主要因素,安装位置和行驶里程,并将其对减振器阻尼特性的影响作分析,为研究减振器性能的有关专家和学者提供一定的参考。     

阀系参数对汽车减振器阻尼特性的影响

为了高效研究汽车减振器阀系参数变化对其阻尼特性的影响.以汽车广泛使用的非线性液压减振器为研究对象,结合减振器阻尼元件受力分析,运用MATLAB软件建立减振器特性仿真模型,通过仿真数据与台架试验数据拟合度分析验证了所建模型的可靠性;进而利用仿真模型对减振器阀系展开敏感性因素分析,得到了对阻尼特性影响显著的阀系参数;研究了...     

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。     

车间纵向减振器失效对列车动力学性能影响

为了研究车间纵向减振器失效对动车组动力学性能的影响,基于SIMPACK建立某高速动车组动力学模型;分析车间纵向减振器在失效工况下对整车动力学性能影响,有助于解决高速动车组车间纵向减振器异响及异常问题.研究结果表明:车间纵向减振器失效对稳定性影响不大,对垂向平稳性影响也较小,横向平稳性和舒适性有明显恶化;中间车横向平稳性...     

减振器联接弹性对阻尼特性的影响及其确定

在计及减振器联接弹性基础上建立了减振器的力学模型,分析了影响减振器阻尼特性的因素,给出了确定减振器联接弹性的方法。     

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。     

车间纵向减振器特性参数对高速动车组动力学性能的影响研究

目前国内外高速列车中对于车间纵向减振器的应用较少。为了解车间纵向减振器对列车动力学性能的影响,根据CRH380B型动车组实际参数,运用动力学仿真软件SIMPACK建立装有车间纵向减振器的四动四拖八节编组列车系统动力学模型。通过改变车间纵向减振器的阻尼与节点刚度来分析其对列车平稳性、稳定性和曲线通过性的影响。分析结果表明：车间纵向减振器特性参数对车体横向加速度、车体摇头运动、横向平稳性指标等车体的横向动力学性能有一定影响,其中对车体1~3 Hz的低频摇头运动有明显的抑制作用,抑制效果达到了36.4%;但是车间纵向减振器特性参数对列车走行部的动力学性能影响相对较小。安装合理阻尼与节点刚度的车间纵向减振器能够有效地提升列车整体动力学性能。     

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...     

高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响

为研究高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响,建立了车辆动力学仿真计算模型,并通过改变其轮对质量在原始值70%~130%范围内变化,得到对应的动力学指标,以揭示轮对质量对车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在轮对原始质量附近,随着轮对质量的增加,车辆的临界速度明显降低;车辆的平稳性指标及轮轨垂向力、轮轨磨耗功呈上升趋势;脱轨系数呈现先上升后下降的变化趋势;轮轴横向力和轮重减载率受轮对质量影响不明显。分析结果可以为今后更高性能高速动车组的设计提供一定的理论依据。     

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...     

抗蛇形减振器外特性建模仿真及试验研究

针对当下液压减振器中节流阀片变形在复杂受力情况下难以准确计算的问题,以某型高铁抗蛇形减振器结构为基础,利用有限单元法、液压流体力学以及弹性力学基本原理,通过研究减振器的速度以及示功特性,实现减振器外特性计算机仿真的目的。首先,建立了减振器的数学模型,然后结合弹性力学以及有限单元法对阀片变形进行计算,最后通过对数学模型加载正弦激励信号得到减振器的速度特性曲线以及相应的示功图。仿真及试验结果表明:所建立的数学模型以及阀片变形计算方法是准确合理的,对减振器的精确建模、缩短减振器的研发周期与降低研发成本具有重要意义。     

含机械整流装置的电磁减振器阻尼特性分析

为了明确电磁减振器在不同工况下的阻尼特性,对具有机械整流装置的电磁减振器进行了理论建模与试验测试。首先,从理论角度建立了电磁减振器的动力学传动模型与机电耦合模型,分析其动力学和电力学特性;其次,从工程角度搭建了电磁减振器的测试台架,对其在不同工况下的阻尼特性进行了试验研究;最后,将理论仿真结果与试验测试结果进行对比。结果表明：在不同工况下,理论仿真结果与试验测试结果具有相同的变化趋势。当负载电阻从5Ω增加到100Ω时,电磁减振器的等效阻尼系数从1 208 N·s/m下降到496 N·s/m。此外,激励频率从0.5 Hz增加至2 Hz或激励幅值从20 mm增加至40 mm,均导致电磁减振器等效阻尼系数从874 N·s/m下降至660 N·s/m。     

油压减振器失效对单轨车辆运行稳定性的影响

为了研究油压减振器失效对跨座式单轨车辆运行平稳性的影响,分析了单轨车辆减振器失效机理,建立了跨座式单轨车辆非线性多体动力学模型,分别计算并比较了不同数量油压减振器失效时跨座式单轨车辆车体纵横向加速度大小.结果表明:不同数量的油压减振器失效均会使单轨车辆运行稳定性降低.     

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。     

高速车轮椭圆化对车辆系统行为的影响

建立考虑车轮椭圆化状态下的整车车辆/轨道空间耦合动力学模型,基于此模型,发展相应的数值方法,分析计算高速运行状态下车轮椭圆化程度对车辆系统动态行为的影响,给出车速200～350 km/h时车体横移、轮对横移、轮轨垂向力和轮重减载率等关键指标,确定高速行车条件下车轮圆度的临界范围.数值结果分析表明,在车轮椭圆化的情况下,车辆系统动力学响应关键指标与行车速度、车轮的圆度以及轮对左右车轮椭圆形状的相位有密切联系.高速车轮椭圆化将导致车辆系统动力学性能的显著变化,随着车轮圆度的增大,车辆系统运行品质严重恶化,其横向稳定性和轮重减载率大大降低,从而减小车辆/轨道系统各部件使用寿命、增大脱轨风险.     

减振器橡胶节点刚度对铁道车辆垂向振动特性的影响

橡胶件由于其良好的减振、耐磨、隔音等性能在铁道车辆中具有不可或缺的作用,但由于易蠕变、老化和温变特性导致其存在一定缺陷。考虑到减振器两端橡胶节点的刚度变化对铁道车辆振动水平的影响,建立考虑垂向减振器橡胶节点刚度的Ruzicka系统数学模型。研究表明：橡胶节点刚度对减振器作用影响较大,橡胶节点刚度应不小于弹性元件刚度;橡胶节点刚度较大时,实现减振器阻尼的最佳匹配原则优化结果能有效改善构架和车体的振动状态。     

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。