轨道车辆一系转臂式定位的合成刚度分析

为计算轨道车辆转臂式定位结构各向刚度,建立了转臂式定位结构的一系垂向、横向和纵向力学模型,同时利用受力关系、几何关系以及能量守恒推导了一系横向、垂向和纵向合成刚度的计算公式,并试验验证了各向合成刚度计算结果的准确性。结果表明,一系垂向和纵向合成刚度的试验与计算结果相吻合,一系横向合成刚度偏差较大,但通过改进工装可进一步提高试验精度。     

ZMA120型转向架一系悬挂垂向刚度分析

详细分析了ZMA120型转向架一系悬挂的结构特点,建立了一系垂向力学模型;同时根据受力关系、几何关系以及能量守恒推导了一系垂向刚度的计算公式,并试验验证了一系垂向刚度计算结果的准确性。结果表明:试验结果与计算结果误差很小,该计算公式为研究一系垂向刚度在一系弹簧和橡胶关节之间的分配关系提供了科学依据。     

一系水平悬挂刚度对高速客车动力学性能的影响研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用多体动力学软件建立了某型高速车辆动力学模型,研究了高速车辆系统在刚性轨道上运行时,一系水平悬挂刚度参数对车辆横向运行稳定性、曲线通过性能及平稳性的影响。结果表明:一系悬挂横向及纵向刚度参数较大时,车辆系统的非线性临界速度、脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力均呈现出较大的值且垂向平稳性下降,而当横向刚度参数较小时,车辆系统的横向平稳性下降。一系横向及纵向刚度参数取值要在合理范围内并尽可能得到最优值,既要满足车辆系统良好的稳定性及曲线通过性能,又要保证车辆系统具有良好的平稳性。     

一系弹簧斜置转臂式轴箱定位刚度研究

首先推导了一系弹簧斜置转臂式轴箱定位刚度的理论计算公式,然后利用多体动力学软件SIMPACK建立了其力学模型,通过该模型验证了理论公式的正确性,并简化计算公式使其方便于工程计算,同时分析了轴箱定位刚度的影响因素。结果表明:轴箱纵向定位刚度由转臂关节的径向刚度、橡胶堆的Z1向刚度和斜置角共同决定;轴箱横向定位刚度由转臂关节的轴向和径向刚度、橡胶堆横向跨距和转臂长度共同决定;轴箱垂向定位刚度由橡胶堆Z1向刚度和橡胶堆斜置角共同决定。     

轴箱橡胶定位器的刚度计算

针对目前广泛使用的新型轴箱橡胶定位器，根据材料力学原理，推导了垂向、横向、纵向三向刚度的计算公式，并给出了改变三向刚度比例的方法，为进行橡胶弹性元件的常规计算作了有意义的探索。     

减振器安装刚度对机车车辆固有频率的影响

运用SIMPACK仿真软件建立机车车辆的整车动力学计算模型,分析一系垂向减振器,二系垂向和横向减振器安装刚度对车辆固有频率的影响。结果表明,减振器安装刚度对构架和车体的固有频率均有影响,为机车车辆设计提供相应的参考。     

城市轻轨车用二系沙漏型橡胶弹簧研究

沙漏型橡胶弹簧具有垂向、横向刚度小、结构简单、质量轻等优点,逐渐用于城轨车辆二系悬挂系统。本文以理论分析与工程化运用相结合,分析了沙漏型橡胶弹簧的稳定性,探讨了弹簧结构与转向架空间布局的关系,在保证产品功能和可靠性的前提下,进行了轻量化设计。产品试制后,进行了系列试验验证,试验结果和现车运用表明,沙漏型橡胶弹簧具有良好的稳定性、合适的垂向、横向刚度、可靠的运用安全性,是二系悬挂的重要组成部分。     

出口巴基斯坦货车的动力学分析及其参数优化

基于车辆-轨道耦合动力学理论,采用货车-轨道空间耦合动力学模型,对出口巴基斯坦货车进行了动力学仿真计算分析,并对该车的抗菱刚度,摇枕端垂向、横向和纵向刚度等动力学参数进行了优化.     

纵向载荷对货车车体横向变形影响的试验研究

以出口澳大利亚大轴重矿石车为对象,分析了车体纵向载荷对横向变形的影响。重点测量了侧墙横向变形量和中梁垂向变形量。试验结果表明,车体纵向刚度足够大时,在正常运用条件下纵向载荷对车体横向变形影响较小。     

直接驱动转向架一系悬挂设计分析

用多体动力学软件Simpack建立了永磁同步电机直接驱动转向架的车辆系统动力学模型,通过仿真计算来对直接驱动转向架的一系悬挂进行结构选型和参数优选.分析了一系悬挂水平定位刚度与非线性临界速度的关系,得出一系纵、横向定位刚度分别是10 MN/m和6 MN/m,并据此确定了一系悬挂应采用双圈钢弹簧+三角拉杆的结构形式.针对一系悬挂横向跨距较小的特点,着重分析车辆柔度系数s,得出一系垂向刚度取值为1.2～1.6 MN/m,最后计算了一系弹簧的详细结构参数.     

轨道车辆一系橡胶弹簧寿命延长研究

为了解和掌握一系锥形橡胶弹簧这类轨道车辆关键部件在实际线路运行1个寿命周期(5年或60万km)后的真实变化情况,支撑后续该类部件寿命延长的研究及国产化,以某型轨道车辆用一系锥形橡胶弹簧为研究对象,通过对新造和实际线路运用满1个寿命周期的样品进行测试,获得了其关键性能数据和橡胶材料数据。试验结果显示,经过1个寿命周期运用后该型一系锥形橡胶弹簧外观、粘接性能良好,垂向、横向、纵向刚度均上升,压缩高下降,耐疲劳、耐老化性能下降。最后,根据实际变化情况,给出了研制国产化一系锥形橡胶弹簧的优化建议。     

一系水平悬挂刚度对独立旋转车轮摇头振动的影响

建立了独立旋转车轮车辆的动力学模型,并编制程序进行仿真分析。研究了一系纵向和横向刚度对轮对摇头振动的影响,得出了一系水平刚度的合理取值范围。     

列车及轨道参数对曲线钢轨波磨影响及防治措施研究

针对地铁曲线段出现的钢轨波磨问题,利用车轨动力学模型研究了转向架一系横向及纵向刚度、轮轨摩擦系数、曲线半径、超高、轨距、轨道横向及垂向支撑刚度等参数对曲线轮轨磨耗的影响,结果表明:(1)适当减小转向架一系纵向刚度可显著降低曲线段轮轨磨耗;(2)轨面摩擦系数由0.5降低至0.3,轮轨磨耗指数可降低约25%;(3)轮轨磨耗随曲线半径的减小呈指数式增长;(4)线路超高、轨距对轮轨磨耗影响较小,进而提出曲线钢轨波磨的防、治措施建议:(1)适当降低轮轨间摩擦系数、提高钢轨硬度、加宽曲线段轨距和开展曲线轨道磨耗信息化管理等措施,可缓解既有线曲线钢轨波磨;(2)优化车辆一系横向及纵向刚度、增大线路曲线半径、避免小半径"S"形曲线、设置曲线欠超高、降低轮轨间摩擦系数等措施,可对新建线路曲线钢轨波磨进行预防。     

列车系统运行平稳性研究

在车辆动力学模型的基础上,建立由3辆拖车组成的列车动力学模型。建模过程中考虑列车系统中存在的轮轨接触几何关系非线性、轮轨蠕滑率/蠕滑力的非线性、钩缓装置作用力的非线性以及车辆模型一、二系悬挂作用力的非线性等因素。研究车间连接刚度和连接阻尼对列车运行平稳性的影响。仿真结果表明,车间横向连接刚度和横向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响较大,而车间垂向连接刚度和垂向连接阻尼系数对列车的运行平稳性影响很小。在列车中的相邻两车之间安装横向减振器能够有效地提高列车的横向运行平稳性,并能够改善列车的垂向运行平稳性。仿真结果还发现,在转向架悬挂参数相同的情况下,单一车辆的运行平稳性指标大于列车的运行平稳性指标。     

减轻列车轮轨横向动力作用的技术措施

基于铁道车辆-轨道耦合动力学理论及仿真分析系统，分析了机车车辆悬挂参数、结构参数及轨道结构参数对轮轨横向相互作用的影响，在此基础上提出了降低轮轨横向动力作用的技术措施：（1）一系水平定位刚度（纵向和横向刚度）对轮轨横向动力作用影响较大，刚度值选取的基本设计原则是，在充分满足运动稳定性的前提下，尽可能降低刚度值；（2）二系水平（包括纵向和横向）刚度对轮轨横向动力作用影响不明显，设计时，应更多地考虑机车车辆的平稳性；（3）簧下质量对轮轨横向动力作用影响较大，较小簧下质量，将使轮轨横向动力作用得到显著的降低；（4）较低的扣件横向刚度、扣件垂向刚度及道床横向刚度等参数值将有利于降低轮轨横向动力作用。     

影响转K6型转向架动力学性能的2个主要因素分析

采用动力学仿真分析和线路动力学试验相结合的方法,研究一系橡胶垫定位刚度对转K6型转向架运动稳定性的影响。采用实验室实验和线路动力学试验相结合的方法,研究侧立柱磨耗板与斜楔摩擦副的匹配对配装转K6型转向架车辆垂向振动加速度的影响。结果表明,转K6型转向架每轴箱橡胶垫的纵、横向刚度应分别在14 MN/m1、2 MN/m以上时方能满足转K6型转向架最高商业运营速度的要求。装用高分子复合材料主摩擦板的ADI组合式斜楔与T10钢立柱磨耗板摩擦副具有较优的摩擦磨损性能,较理想的摩擦系数和良好的动力学性能,建议转K6型转向架摩擦减振装置的摩擦副采用装配高分子复合材料主摩擦板的ADI组合式斜楔对T10钢立柱磨耗板的方案。     

单轮对纵向动力学数值分析

轮对的纵向振动会影响机车车辆动力学性能,而且是轮轨非正常磨耗的一个重要因素。但是机车车辆动力学研究中,对轮对的纵向动力学特点的研究往往被忽略。文章建立了一个包括x方向的运动、轮对的摇头、点头扰动和轮对的横移的4自由度单轮对计算模型,并对该模型进行数值仿真,研究其纵向振动现象。最后讨论了系统参数对纵向动力学行为的影响,认为一系纵向刚度、轴重和黏着系数对纵向振动影响很大。     

采用弹性与刚性架承式驱动装置的机车横向性能比较

从改善我国架承式驱动装置的机车横向动力学性能的目的出发,采用多体动力学软件SIMPACK建立某机车的动力学模型,比较了不同线路等级、运行速度和一系横向刚度下,刚性架承式和弹性架承式机车横向平稳性能,发现采用弹性架承式可以显著降低横向轮轨力,改善机车的横向性能和电机工作条件,减小机车对线路和参数变化的敏感性;同时还比较了不同一系纵向刚度下,刚性架承式和弹性架承式驱动装置的机车稳定性,说明采用弹性架承式驱动装置可以提高机车的稳定性。     

采用下摇枕转向架的车辆横向稳定性研究

对采用下摇枕结构转向架的车辆进行了线性和非线性稳定性分析后得出如下结论:车辆失稳模态为构架与轮对同频同相振动的转向架蛇行模态,随着车轮踏面磨耗,车辆横向稳定性降低;当一系水平刚度减小时,轮对蛇行模态的自然阻尼减小;当牵引杆纵向刚度降低时,构架横向振动模态自然阻尼减小,横向稳定性降低。轮对水平定位刚度和旁承摩擦因数以及牵引杆纵向刚度对下摇枕结构车辆横向稳定性具有显著影响,三者中任一参数的变化都会影响到整车横向稳定性。