高速客车空气弹簧非线性横向刚度特性研究

运用非线性有限元分析技术研究了由多层正交异性复合材料组成的高速客车空气弹簧的非线性横向刚度特性，分析了大变形的几何非线性和胶囊与金属裙板形成的接触非线性问题，给出了空气弹簧横向刚度非线性特性较为精确的描述，计算结果与试验比较表明，两者吻合良好。最后，文章探讨了空气弹簧设计的几个影响参数。     

空气弹簧非线性横向特性的有限元计算

根据超弹性材料的非线性本构关系,考虑空气弹簧的材料非线性、几何非线性和接触非线性问题,应用MSC.Marc软件建立了空气弹簧的有限元模型,以计算空气弹簧横向载荷与横向位移响应特性,得到其非线性横向刚度曲线,并通过实测数据验证了这一计算的合理性。并据此研究了内压、帘线角、帘线层数、帘布线厚度等空气弹簧参数对横向刚度的影响,以及帘线角对胶囊各铺层应力的影响,为空气弹簧的优化设计和横向特性分析提供了新思路。     

有限元法研究空气弹簧参数对横向特性的影响

用非线性有限元分析技术研究了由多层正交各向异性复合材料构成的铁道车辆用空气弹簧的非线性特征，分析了大变形几何非线性工况下胶囊与金属裙板接触形成的非线性接触问题，讨论了空气弹簧各参数组合对空气弹簧横向特性的影响。     

空气弹簧复合参数对垂向刚度特性的影响

以高速动车组用某型空气弹簧为研究对象,基于非线性、轮胎方程和流固耦合理论,利用ABAQUS有限元分析软件对其进行建模分析。通过相关试验验证了仿真的有效性,然后同时改变附加气室容积和标准高、同时改变附加气室容积和帘线参数,以探究复合参数对垂向刚度的影响。结果表明:附加气室容积越大,随着标准高的增大空气弹簧垂向刚度增加得越快;无附加气室时,帘线层数和帘线间距对垂向刚度影响较大;有附加气室时,帘线层数和帘线间距对其垂向刚度影响较小;在一定范围内,无论附加气室容积多大,帘线角度对垂向刚度的影响都较大。     

空气弹簧在运用中出现的问题与应急措施

25K型提速客车转向架的摇枕弹簧装置与普通客车有着本质区别.它采用空气弹簧装置替代了传统的钢圆簧装置,并把高度调整阀作为空气弹簧的控制部件,使车体在任何载荷下的高度保持不变.空气弹簧具有优良的弹性,是提速客车转向架的一个关键部件,其性能的好坏直接关系到车辆的运行平稳性和舒适性,而且影响车辆的运行安全性.     

基于有限元的空气弹簧刚度分析

空气弹簧是现代轨道交通车辆的主要减振元件,能有效改善轨道车辆的动力学性能,提高乘坐的舒适性和车辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件ABAQUS对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析,通过考虑空气弹簧的非线性性质、结构参数等影响空气弹簧刚度的因数,对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析。     

双层客车用空气弹簧参数计算与特性试验

本文介绍了双层客车用空弹簧装置的主要结构特征和主要技术特性参数。对空气弹簧垂直刚度、横向刚度进行了参数计算。给出了空气弹簧疲劳、破裂极限压力、气密性能、垂直刚度、横赂刚度特性试验结果及空气弹簧装置垂直刚度测试结果。总结了双层客车用空气弹簧研制的经验和体会，并提出了改进意见，为坦进一步研制高速客车用空气弹簧悬挂装置提供了理论和试验参考依据。     

悬挂式单轨列车曲线通过性能分析

曲线通过性能分析是转向架设计的基础之一。使用多体系统动力学软件建立悬挂式单轨列车-轨道系统60自由度动力学模型,模型考虑轮胎-轨道接触非线性,空气弹簧和抗横摆减震器弹簧非线性。模拟悬挂式单轨列车通过曲线轨道时导向轮与轨道间法向接触力的动态变化过程,研究了空气弹簧水平刚度和轨距变化对转向架曲线通过性能的影响。结果表明:悬挂式单轨列车转向架具有不同于传统轨道车辆的曲线通过形态;空气弹簧水平刚度对转向架的曲线通过形态和导向轮法向接触力有显著的影响,水平刚度为0.01 MN/m时,相较于水平刚度0.1 MN/m,最大导向轮轨法向接触力可减小63.2%;轨距变化对转向架的曲线通过性能影响不明显,减小空气弹簧水平刚度可改善转向架的曲线通过性能。     

一种新型高速客车空气弹簧的非线性有限元分析

应用CAD技术建立高速客车空气弹簧模型，利用ABAQUS非线性有限元分析软件，计算和研究了它的各项力学特性，并就影响空气弹簧横向和垂向力学性能的各种主要进行了讨论。     

SW-160型客车转向架横向动力学性能改进研究

针对SW—160型客车转向架运用中横向动力学性能的现状，通过动力学计算分析提出了转向架悬挂参数的优化方案，并对采用新型小横向刚度空气弹簧的改造方案进行了室内现车动力学试验研究。试验结果表明，横向刚度与横向阻尼的适当匹配可以有效提高转向架的横向动力学性能。     

SW-160型转向架横向晃动大的原因分析

在列车运行过程中,发现装用SW-160型转向架的25K型车辆的横向晃动较大,横向平稳性较差.对此现象,本文从SW-160型转向架的构造着手,定性地认为二系无摇动台悬挂结构及空弹簧的横向刚度太大是造成横向平稳性较差的主要原因.提出了采取降低空气弹簧的垂向和横向刚度的手段,改善SW-160型转向架技术性能,以达到提高车辆运行横向平稳性的目的.     

车辆用空气弹簧研制总结

本文针对准高速客车ＣＷ－２型转向架及准高速双层客车２０９ＨＳ型转向架有空气弹簧性的结构特征、性能指标、试验结果和运行考核等作了分析和比较，对空气弹簧静态特性参数进行了计算，总结了我国正在研制的２５０ｋｍ／ｈ新型高速无摇枕转向架用空气弹簧的结构特征和静态特性参数计算结果，提出了进一步改进空气弹簧设计的方法。     

基于REBAR模型的空气弹簧有限元分析

利用MARC非线性有限元分析软件建立空气弹簧有限元模型，帘线增强结构采用REBAR单元，计算研究了胶囊基体和帘线增强各自的应力情况，分析了帘线材料参数对胶囊强度和刚度的影响。     

空气弹簧与橡胶堆串联系统的垂向减振性能

从力学模型推导出空气弹簧与橡胶堆串联系统的垂向传递率，找出了橡胶堆自身阻尼特性对其整个系统的阻尼特性影响规律，从中得知传递率只与空气弹簧的容积比ｎ，频率比ζ及空气弹簧的阻尼比有关，与空气弹簧阻尼和橡胶堆阻尼之比Ｃ无关。对进一步分析、研究、开发新型结构空气弹簧，特别是对垂向减振参数的选取和理论分析、设计计算有着现实意义。对开发设计诸如高速客车转向架、地铁、轻轨车辆等的无摇枕转向架提供了设计依据。     

φ1600C空气弹簧紧固螺钉疲劳断裂原因分析与改进

φ1600C空气弹簧应用于25 K型客车车辆主型转向 架209Hs上.该转向架是在双层客车209PK型转向架 的基础上研制、开发的提速客车转向架. φ1600C空气弹簧结构为典型的螺钉密封式空气弹簧(椭圆标记).     

二系横向止挡刚度特性对高速动车组曲线通过横向舒适性的影响研究

二系横向止挡作为轨道车辆转向架二系悬挂关键零部件,对车辆动力学性能有一定影响,其刚度特性对高速列车曲线通过时的舒适性影响较大。对采用不同刚度特性参数的二系横向止挡的动车组,在线路不同曲线条件下进行试验,通过分析高速动车组平稳性、稳定性和安全性指标的变化规律,研究二系横向止挡刚度特性对高速动车组动力学性能的影响。线路试验结果表明,止挡刚度对车体的横向振动加速度影响较大,而对转向架稳定性及轮轨动态相互作用性能指标的影响甚微。     

关于加强客车转向架弹簧检修的建议

目前,时速120 km的客车普遍采用两系弹簧装置,其主要部件为螺旋圆弹簧.近几年来,特别是提速后,因弹簧装置而影响客车运行性能及段修竣工客车交验的故障逐渐增多,给客车安全造成隐患.较为典型的有:因弹簧裂纹造成簧条折断;因压缩高、自由高选配不当造成车体、转向架发生倾斜或车辆轴重分配不均;因弹簧刚度衰减使车辆抗侧滚性能下降等.提高弹簧装置的检修质量,改善提速后客车运行稳定性,确保运行安全已成为客车设计、检修、运用部门共同面临的课题. 1原因分析     

不同激励频率下空气弹簧幅变特性研究

为验证所建立TPL-ASN空气弹簧模型的准确性,并研究激励幅值对空气弹簧动态特性的影响规律。采用基于TPL-ASN模型的自编空气弹簧动态特性仿真软件(ASDS),建立某高速动车组空气弹簧试验台模型,分析不同激励幅值下空气弹簧的动态特性,并将仿真计算的动刚度、阻尼比、阻尼和传递比与试验结果对比。结果表明,TPL-ASN空气弹簧模型能准确反映空气弹簧的非线性幅变特性;在中低频范围内,空气弹簧动刚度、阻尼比和阻尼的幅变特性较为明显,而在低频范围内激励幅值对空气弹簧动态特性基本没有影响;传递比的幅变特性在共振频率附近尤为明显,在中高频范围内较为复杂,在低频范围内影响较小。     

用马赫数对高速转向架空气弹簧刚度修正计算的探讨

以往的转向架空气弹簧刚度计算式未计入行车时的空气动力效应＾〔１￣４〕，用其计算高速转向架空气弹簧刚度时须进行马赫数修正。文中阐述了高速列车空气动力效应所引发的背压降对空气弹簧装置的影响，导出了以马赫数表示的背压降计算式及空气弹簧刚度修正式。     

高速列车转向架特性与最小曲线半径选择

基于车线动力学建立转向架纵向刚度与高速铁路最小曲线半径的仿真模型,探索基于车辆动力学仿真对高速铁路最小曲线半径进行优化的方法。通过分析高速车辆转向架特性与高速车辆横向动力特性与临界速度的关系、未被平衡离心加速度与车轮不滑动的最小曲线半径的关系以及转向架刚度与最小曲线半径的关系,探索转向架设计特性对高速铁路最小曲线半径的影响规律;通过对比分析,给出不同转向架纵向刚度所对应的曲线半径修正值。