磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的研究

建立了磁流体耦合对转向架车辆的动力学计算模型，利用数值模拟方法对比较恶劣的小半径曲线通过工况进行了动态仿真计算，找出了磁流体耦合轮对转向前后轮对的耦合度对曲线通过性通能的影响规律。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的比较，发现耦合轮对可以有效改善转向架的小半径曲线通过性能。     

轮对安装偏转角对高速列车车轮磨耗的影响

为了研究高速列车在轮对具有安装偏转角的状态下的车轮磨耗状况,建立具有轮对安装偏转角的车辆动力学模型,对只有一位轮对偏转、一位和二位轮对同向偏转、一位和二位轮对反向偏转3种工况进行仿真,分别计算和分析在不同偏转角度下轮对平衡状态时的轮对横向位移、轮对摇头角、轮轨横向力以及一位轮对和二位轮对的踏面磨耗情况。仿真结果表明,当轮对存在安装偏转角时,导向轮对的磨耗远远大于非导向轮对;偏转角度越大,偏磨越严重;相同偏转角度下,一位和二位轮对同向偏转工况的磨耗最小,最接近理想轮对的磨耗情况;一位和二位轮对反向偏转工况的磨耗最大,轮缘磨耗最严重。     

独立车轮转向架车辆曲线通过性能研究

基于ADAMS／Rail模块，建立独立车轮转向架车辆和传统轮对转向架车辆的仿真模型，并比较两者的曲线通过性能。独立车轮轮重减载率和弹簧振动在曲线通过时比传统轮对式更快趋于稳定状态，磨耗水平较低，适合城市轨道交通，但容易向一侧偏转；独立车轮脱轨系数较传统轮对大，建议加大对独立车轮新型转向架的研究力度。     

转向架轴距误差对车辆直线动力学性能影响的分析

本文首次以轮对的偏转误差为例，为分析了铁道车辆生产与运用过程中经常可能遇到的转向架装配误差对铁道车辆直线运动力学性能的影响。     

高速客车转臂式轴箱定位转向架曲线通过特性

为研究高速客车转臂式轴箱定位转向架通过曲线时的蠕滑导向性能,基于多体系统动力学及车辆的稳态曲线通过理论,分析曲线上轮对的受力特点,采用动力学软件SIMPACK计算转向架高速通过曲线轨道时的导向蠕滑力,研究转臂结构参数对转向架运动状态和轮轨蠕滑力的影响。计算结果表明,转向架以欠超高状态通过曲线时,随着转臂长度和相对于轨面倾角的增加,转臂回转导致前轮对正向摇头角明显增大,产生更大的轮轨横向蠕滑力,使轮对向曲线内侧偏移,轮对横移量逐渐由负值变为正值;后轮对正的摇头角则不断减小,横向蠕滑力随之下降,受前轮对影响,后轮对向曲线内侧移动;转臂长度超过0.2m后,转臂长度及倾角均会对转向架曲线通过性能产生明显的影响。     

基于ADAMS的悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

在分析日本千叶悬挂式单轨车辆的总体和转向架结构基础之上,通过对其各个零部件结构和连接关系的简化处理,利用ADAMS分析软件建立车辆仿真模型。以导向轮径向力最大值作为车辆曲线通过性能的评价指标,分别在不同车辆速度、不同走行轮侧偏刚度条件下,研究导向轮径向力的动态变化规律及其对车辆曲线通过性能的影响。结果表明,在确保车辆具有良好曲线通过性能的前提下,导向轮径向力分别随着车辆速度、走行轮侧偏刚度的增加而增大。     

橡胶轮转向架车辆动态曲线通过行为研究

橡胶轮转向架在曲线通过方式上,与钢轮转向架有很大不同。在橡胶轮转向架稳态曲线通过行为研究的基础上,本文着重研究了橡胶轮转向架车辆的动态曲线通过行为。计算分析表明:橡胶轮转向架车辆在导轮横向力、轮重减载率和轮胎磨耗等方面具有优良的曲线通过性能。     

曲线几何参数对货车转向架曲线通过性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立副构架径向转向架和交叉支撑转向架的动力学模型，并对其动力学性能进行仿真计算，分析比较曲线半径、超高等曲线几何参数对2种转向架曲线通过性能的影响。结果表明：曲线半径和欠超高对径向转向架和交叉支撑转向架的脱轨系数、轮重减载率影响比较接近；曲线半径在400-1200m范围内，自导向径向转向架能有效提高通过性能，明显降低轮对冲角，减缓轮轨磨耗；欠超高对2种转向架轮对冲角的影响近似成线性关系，且其影响程度仅和转向架本身属性相关，与曲线半径无关。指出采用磨耗功率评价欠超高对曲线轮轨磨耗的影响更为合理，因为不仅能反映出磨耗与欠超高的关系，还能反映出曲线外轨超高设置不同时轮轨磨耗的变化特点，这与工程实际中减小外轨超高、设置欠超高有利于降低轮轨磨耗是一致的。     

主副构架铰接的主动径向转向架曲线通过性能研究

开发了一种主副构架弹性铰接的新型城市轨道交通车辆转向架,其轮对定位采用不对称悬挂,主构架上轮对纵向定位刚度小,副构架上轮对纵向定位刚度大。此新型转向架具有主动径向功能:转向架正向通过曲线时,作动器动作使得副构架相对主构架产生弯折角,并带动其轮对处于径向位置,提高了曲线通过性能;转向架反向通过曲线时,利用主构架轮对自身的导向特性实现曲线通过。此种转向架的曲线通过性能大大提高,并同时兼顾了其直线运行稳定性。     

多轴构架式转向架的扭曲载荷

理想状态下的各轴，各轮均重的转向架，由于自身的结构误差及线路扭曲，铅垂载荷不可避免地会发生转移。本文介绍多轴构架式转向架铅垂载荷转移及轮重减载率的计算分析方法，并通过计算实例说明，结构误差的分布状态对载荷转及其大小是一个不容忽视的因素，从而指出控制载荷转移的途径。     

独立轮对柔性耦合转向架耦合刚度对动力学性能的影响

提出一种独立轮对柔性耦合转向架的方案。通过理论分析得知,一旦耦合刚度合理匹配,该转向架就会在二系悬挂系统和柔性耦合元件的协调作用下自动把前后轮对调整到径向位置,这说明独立轮对柔性耦合转向架有望彻底解决独立轮对的导向难题。然后通过数值仿真全面分析了耦合刚度对独立轮对柔性耦合转向架动力学性能的影响,找出了其影响规律,获得独立轮对柔性耦合转向架耦合刚度的最佳匹配关系,为今后独立轮对柔性耦合转向架的方案设计提供了重要的理论依据。同时本文还提出了独立轮对柔性耦合转向架能产生类蛇行运动的新观念。     

机车牵引状态下曲线通过导向特性研究

考虑车轮与钢轨的运动特性及轮周牵引力,推导出机车在牵引状态下通过曲线时的轮轨蠕滑率计算公式,并对曲线通过时的轮轨横向动态相互作用特性进行仿真计算与分析;同时研究牵引力大小对转向架导向性能的影响,对比分析了机车牵引与惰行状态下的导向性能。理论仿真分析结果表明:牵引力可以改变轮轨纵向蠕滑力的大小和方向,与惰行工况相比,牵引状态下的轮对导向力矩有所减小,轮对的自导向能力减弱,不利于曲线通过;提高牵引力,总轮轨蠕滑率将很快达到饱和状态,牵引力越大,轮轨纵向蠕滑力越大,两侧纵向蠕滑力差值越小,机车轮对自导向能力越差,轮对冲角增大,而轮轨横向蠕滑力越小;当牵引力增加到一定程度时,总轮轨蠕滑率超过极限状态,曲线通过时两侧轮径差太小而出现打滑和空转的现象。     

70%低地板车辆几何曲线通过及其动力学性能研究

通过一种解析和作图相结合的方法求得铰接式低地板车辆在通过曲线时车体与转向架之间的转角,并与多体动力学分析软件SIMPACK计算结果相比较,误差较小;建立整车模型分析车体长度对车体与转向架转角以及动力学性能的影响。研究结果表明,在轮重减载率,平稳性不超过标准限值的情况下可以通过增加中间车体长度减小端车长度获得较大的运载能力及良好的曲线通过性能。     

运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究

轨道列车转向架区域的积雪结冰现象,是关乎列车运行稳定以及行车安全的关键问题。为了解决转向架区域的积雪结冰问题,研建列车转向架积雪结冰风洞以研究原始比例模型转向架区域流场特性。基于SST k-ω的IDDES湍流模型,分析不同运动边界条件下风洞试验段气流流动特性,探索积雪结冰风洞在现有运动边界条件下的流场模拟适应性与差距。通过网格无关性验证和流场校测,验证数值方法能够满足积雪结冰风洞流场的模拟。研究结果表明：静止地面和静止轮对无法近似模拟真实环境下运动地面和旋转轮对的边界条件的流场特性,轨面以上的空间平均速度最高偏大5倍,静止地面和旋转轮对的风洞实际边界与真实边界更接近;静止地面和静止轮对下转向架后侧的空间压强平均负压高于其他工况,车体后端板表面和转向架表面平均负压强偏差较大,静止地面和旋转轮对的表面负压平均偏差9%,转向架轮对表面压强偏差15%;不同工况下的转向架区域的湍流度差别不大,转向架前侧区域的湍流度在静止地面和轮对下整体偏大。综上所述,在不同试验段运动边界条件下,现有积雪结冰风洞中静止地面和旋转轮对边界条件能较好地模拟实际运行状态下的转向架区域流场特性,为后续试验研究转向架区域的...     

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。     

架桥机运输平车曲线通过性能分析

运用SIMPACK软件,建立了架桥机运输平车的多体拓扑关系图,并对其进行了几何曲线通过和动态曲线通过分析.仿真结果表明,架桥机运输平车的曲线通过性能主要由五轴转向架决定,当车辆处于缓和曲线时,五轴转向架的1位轮对安全性最差.     

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。     

后轮对独立回转新型转向架曲线通过性能的研究

后轮对独立回转新型无摇枕转向架的曲线导向性能主要取决于其前轴的一系纵向定位刚度,而后轴的一系纵向定位刚度对导向性影响较小。因此,为了同时保证其曲线导向性和直线稳定性,对转向架一系纵向刚度可采取前后轴非对称布置。建立具有14个自由度的非线性车辆模型和车辆通过曲线轨道时的运动方程,采用MATLAB语言编写计算程序,对4种非对称布置方案的转向架曲线导向性能进行仿真对比分析。仿真分析结果表明,当刚度以车辆中心对称布置时,若外侧轮对纵向刚度小,内侧轮对纵向刚度大,则前转向架性能基本保持不变,而后转向架曲线通过性能变差,但其摇头角比前后刚度较大的方案要好;当第一、第三轮对的纵向刚度较小和第二、第四轮对的刚度较大时,转向架曲线通过性能好,且又改善了其在直线上的横向稳定性,是较适合高速运行的转向架布置方案。     

橡胶轮转向架对车辆曲线通过性能的影响

重点分析了橡胶轮转向架车辆的特色技术对车辆曲线通过性能的影响,分析对象包括承重与导向橡胶轮胎、单向止推轴承和空气弹簧,分析内容侧重于承重与导向橡胶轮胎和空气弹簧漏气以及单向止推轴承处于非正常工作状态对曲线通过安全性和轮胎磨耗的影响。     

独立轮对轻轨车的曲线通过能力研究

针对独立轮对在轻轨车辆上的应用问题,研究了一种将行星差速器与下置车轴相结合的独立轮对结构,该结构可以提高独立轮对导向能力。通过对几种主流的轻轨车辆结构进行分析表明,合理的车辆结构型式可提高车辆的曲线通过性能,其中浮车型式的车体转向最为灵活,转向架可径向通过曲线,有利于减轻轮轨磨耗、降低噪声。同时对国内外低地板轻轨车辆的转向架型式研究发现,采用独立轮对转向架能轻易满足轻轨车辆的100%低地板率。仿真结果表明,采用主动控制方式的独立轮对,可以径向通过小半径曲线。