跨坐式单轨车辆辅助导向装置的输出特性

单轨车辆的走行部径向通过曲线时可以减小走行轮的磨耗和导向轮的载荷。以跨坐式单轨车辆辅助导向装置的几何关系和油气弹簧的力学特性为出发点,推导辅助导向装置产生力矩与转向架和车体之间摇头角度的解析关系。建立有辅助导向装置时车辆稳态曲线通过的力学模型,分析辅助导向装置能够使转向架在圆曲线上处于径向位置的条件,并利用多刚体动力学软件建立跨坐式单轨车辆的稳态曲线通过验证模型。通过理论分析和模型仿真计算发现,当合理油压弹簧预压力选择合适的数值时,辅助导向装置的输出力矩与二系悬挂的回转力矩相互抵消,走行部的摇头角接近零,能够使转向架在圆曲线上处于径向位置,并有效缓解走行轮与导向轮的磨耗。     

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。     

3B0轴式机车底架疲劳强度分析

结合有限元和多体动力学仿真方法,探究3B0轴式机车运行工况对底架疲劳强度的影响。结果表明:3B0轴式机车底架受力矩作用中间转向架橡胶堆支反力小于两端,致使中间转向架橡胶堆高出两端;随着机车运行线路恶劣程度的增加,车体两端垂向振动大于中间部位且比值逐渐增大,易引起中间转向架橡胶堆支撑不足;机车运行线路条件恶劣时,垂向和横向振动载荷将引起牵引座和横向止挡焊缝附近疲劳伤损。     

高速列车横向悬挂系统振动结构研究

研究了高速列车横向悬挂系统的振动结构。为了抑制列车横向振动,提高平稳性,分析了列车横向悬挂系统振动结构的主要矛盾和相互关系。采用Simulink仿真软件建立了17个自由度的列车横向悬挂系统车体模型,以加速度功率谱密度函数为依据,建立了关系函数,对横移、侧滚、摇头振动和前、后端转向架横向合成振动指标相互关系进行了分析。结果表明,列车在高速情况下,在最令人敏感的低频段,摇头振动是引起列车横向振动的主要因素;随着速度的提高,主要影响因素从摇头振动向横移和侧滚振动发生着量的变化。     

车端侧滚减振装置对高速双层动车组动力学性能的影响分析

双层动车组设置较大的二系横向阻尼来抑制一次蛇行引起的共振,而较大的二系横向阻尼会使车辆的横向平稳性变差。针对某型高速双层动车组横向平稳性差的问题,基于车端侧滚减振装置的工作原理建立了车端侧滚减振装置在车体滚摆和摇头运动状态下的数学模型,并将AMEsim软件中建立的减振器仿真模型与台架试验进行验证。最后通过建立车端侧滚减振装置与被试车辆的联合仿真模型,在不改变车辆现有悬挂参数的基础上对车端侧滚减振装置的关键参数进行优化选取。仿真结果表明,车端侧滚减振装置可以在不影响车辆垂向平稳性、保证曲线运行安全性的前提下有效改善双层动车组的横向平稳性。     

轮对结构弹性对高速转向架稳定性的影响

为了研究轮对扭转、弯曲和伞形特征模态对转向架稳定性的影响,将轮对分别视为刚性体和弹性体,建立了车辆-轨道系统动力学模型。根据UIC518,使用构架横向振动加速度和车轮导向力之和的均方根值来评定转向架横向稳定性。研究结果表明:影响转向架横向稳定性的特征模态主要为轮对1阶对称和反对称弯曲模态。当车辆运行速度为500 km/h时,弹性和刚性轮对模型构架横向振动加速度均方根值分别为4.69 m/s2和4.14 m/s2,车轮导向力之和均方根值分别为16.35 k N和14.79 k N。当车轴刚度降低时,轮对模态特征频率降低,构架横向振动加速度和车轮导向力之和的均方根值增大,故车辆运行临界速度随车轴刚度的降低而降低。因此,在轮对轻量化设计时,应同时兼顾车轴结构刚度。     

城轨列车悬挂系统显遗传自适应模糊控制

为有效抑制城轨车辆行驶时悬挂系统出现的横向振动,提升车辆平稳性与舒适度,引入调控效果优于传统模糊控制的显遗传自适应模糊控制方法,扩展其收敛条件并证明其适用于城轨列车悬挂系统,扩大了该方法的使用范围。在Matlab/Simulation中根据时速为80km/h的某型城轨列车参数搭建车辆悬挂系统模型,并设计了显遗传自适应模糊控制器。仿真实验结果表明,显遗传自适应模糊控制对城轨列车悬挂系统横向振动抑制效果良好,在其控制下列车横向合成加速度、横移振动加速度、侧滚振动加速度以及摇头振动加速度的最大值、均方根值以及功率谱密度值均有所降低。与普通模糊控制相比,显遗传自适应模糊控制能够有效抑制城轨列车横向振动,大幅度提高乘客舒适度。     

空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响

基于多体动力学理论,利用多体动力学分析软件SIMPACK建立了某型地铁车辆动力学模型。分别计算了转向架空气弹簧在正常情况和失效情况下的动力学性能指标,研究了空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在空气弹簧失效后,车辆的平稳性和曲线通过能力变差,部分工况下的车体振动加速度以及车辆安全性指标超过了限定值。     

跨座式单轨车辆动力学性能试验研究

针对某型跨座式单轨车辆,通过在车体和构架上布置加速度传感器,对车辆空载和满载时的加速度数据进行采集,基于GB/T 5599-2019对车辆的运行稳定性、运行品质、平稳性指标和舒适度进行评估.现场试验结果表明:该型车辆在90 km/h速度范围内,转向架未发生失稳现象,车体横向振动加速度和垂向振动加速度均小于2.5 m/s...     

矿用自卸车两级压力式油气悬架特性分析

矿用自卸车具有载重量大、能够在恶劣路况行驶的特点,油气悬架因其刚度和阻尼的非线性特性能较好适应外载荷激励变化,在大型工程车辆中得到广泛应用。为解决单气室油气悬架在车辆重载时刚度过高的问题,设计了一种新型两级压力式油气悬架,并以某型矿用自卸车1/4油气悬架为研究对象,通过仿真和实验对比分析了单气室油气悬架与两级压力式油气悬架在通过路面障碍物时的系统输出特性。结果表明:通过高度120 mm的路面障碍时,与单气室油气悬架相比,两级压力式油气悬架的油缸峰值压力降低了12.54%;活塞压缩行程的最大位移增加了37 mm,这将更有利于保持车身姿态,提高防侧倾能力;车辆振动的加速度峰值降低了26.10%,功率谱密度峰值降低了27.52%,车辆行驶平顺性得到明显改善。     

高速列车空气弹簧横向特性动力学建模与应用

为了优化高速列车空气弹簧的横向动力学特性,以含附加气室与节流阻尼孔的高速列车空气弹簧为研究对象,分析了橡胶气囊在横向变形下的受力状态,采用橡胶材料的本构关系对橡胶气囊的摩擦力、线弹力进行了描述,建立了空气弹簧横向非线性模型。基于实测数据和有限元方法辨识了摩擦力、线弹力和其他动力学参数,试验验证了该模型的准确性,探究了空气弹簧横向刚度特性的影响因素。将该模型直接导入到车辆动力学模型中进行联合仿真,计算空气弹簧模型对车辆运行平稳性、曲线通过性的影响。结果表明：考虑橡胶气囊特性的空气弹簧模型能描述出刚度回滞曲线的两端尖角效应,且与试验曲线更接近;该模型在动力学计算中能降低高速列车的横向平稳性指标,并提高列车通过曲线时的计算精度。     

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。     

制动摩擦高频振动及其防治

在低速制动工况下一些机车车辆转向架有高频振动现象出现,有的还非常大。制动高频振动对车体、转向架和系统产生较大的破坏作用,恶化了车辆的运行平稳性,对铁道沿线的噪音污染加重。制动高频振动是一种自激振动,如何避免对制动系统十分重要。对制动工况下一些机车车辆转向架发生的高频振动现象的机理进行了分析,并提出了解决方法。仿真结果表明制动高频振动与转向架构架结构和悬挂系统有关,可通过改进构架设计或调整转向架参数予以避免。     

基于改进型K6转向架的T32特种平车动力学性能研究

基于铁路车辆Sperling平稳性指标和运输振动加速度指标,利用动力学仿真分析和正线测试两种方式评定车辆的运行品质。仿真和试验结果表明采用改进型K6转向架的特种车辆具有良好的运行品质,验证了在特种铁路车振动指标要求偏严的情况进行转向架改进方法的有效性,为探索铁路车更高速度和更复杂工况下的动力学分析提供了高效的研发途径,对特种铁路车辆的研制具有重要参考价值。     

跨坐式单轨弹性车体和转向架耦合振动分析

建立了跨坐式单轨车体有限元模型,基于Guyan缩减法对跨坐式单轨有限元车体进行缩聚并验证其合理性,将缩聚后的弹性车体模型导入Simpack动力学软件中建立其刚柔耦合动力学模型,运用该模型分析了弹性车体的模态对运行平稳性Sperling指数的影响,研究了跨座式单轨弹性车体与转向架的耦合振动。分析结果表明:弹性车体较刚性车体振动加速度大,运行平稳性差;若跨座式单轨车体抗点头扭杆刚度、减振器阻尼系数和空气弹簧刚度与车体一阶弯曲频率匹配恰当,即使转向架点头频率和车体一阶弯曲频率相近,也不会发生弹性车体与转向架的共振;车体平稳性随空气弹簧刚度减小而变好,即空气弹簧越"软",车体的平稳性越好。     

斜楔摩擦角对三轴转向架动力学性能影响研究

为研究铁路货车顶置式斜楔轴箱悬挂结构中斜楔摩擦角对三轴转向架动力学性能的影响,基于车辆系统动力学和赫兹非线性接触理论,采用动力学性能仿真软件SIMPACK建立六轴平车非线性动力学模型,分析不同摩擦角对三轴转向架动力学的影响及变化规律.结果 表明,斜楔摩擦角的增大会使车辆垂向振动加速度增加,恶化垂向平稳性,影响车辆的轮重...     

基于非线性有限元算法的空气弹簧横向动态刚度研究

基于非线性有限元算法,建立了轨道车辆空气弹簧的横向刚度计算模型,其中考虑了橡胶特性、帘线层布置、流固耦合及裙板接触等非线性因素。计算结果表明:在研究空气弹簧横向特性时,可以忽略附加空气室与节流孔的作用,但不能忽略应急橡胶弹簧的影响。将空气弹簧的横向反力计算结果与试验结果进行对比,发现两者误差在6%以内,验证了模型的正确性。通过对空气弹簧横向动态刚度的研究发现:空气弹簧横向动态刚度对横向激振的频率与振幅是不敏感的,但对振动的平衡位置十分敏感;空气弹簧的横向动态刚度随平衡位置的增加而增加,且平衡位置越大横向动态刚度的增速越大。这种空气弹簧横向动态刚度的非线性特性,有利于提高轨道车辆的横向平稳性与稳定性。     

基于垂向运行平稳性的高速列车参数设计

针对高速列车车体结构等效载荷与结构模态之间的强耦合特性使车体在运行过程中产生弹性振动,影响客车运行平稳性问题,基于柔刚耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,计算了系统响应功率谱,分析了车辆悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体1阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大,速度越高,对1阶垂弯频率要求越高,提高车体结构阻尼和1系垂向阻尼、适当降低2系垂向阻尼可提高车体垂向运行平稳性。     

空气弹簧对悬挂式单轨车动力学性能影响分析

根据悬挂式单轨车辆结构特点,使用SIMPACK多体动力学分析软件建立悬挂式单轨车辆多体动力学模型,分析空气弹簧参数对该车辆动力学性能的影响。重点分析空气弹簧垂向刚度、横向刚度、垂向阻尼对悬挂式车辆运行平稳性以及车辆通过曲线时空气弹簧载荷、车辆侧滚角的影响。     

车辆抗侧滚刚度对轴箱内置地铁车辆动力学性能影响分析

为合理选择轴箱内置转向架车辆抗侧滚刚度,建立某地铁车辆动力学模型,分析一系、二系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度对车辆运行平稳性、扭曲线路通过和抗侧滚性能的影响。研究结果表明：一系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度对车体的平稳性指标影响较小,而二系垂向刚度对车体垂向振动的影响较为明显。一系、二系垂向刚度和抗侧滚扭杆刚度较大时,虽然车辆具有优秀的抗侧滚能力,但是不利于列车通过扭曲线路。因此车辆抗侧滚刚度取值既要满足轴箱内置转向架车辆抑制侧滚的需求,也要具备良好的适应线路扭曲的能力。