轮胎式轨道交通车辆动力学研究现状与挑战

总结了几种典型轮胎式轨道交通车辆动力学问题的研究现状,包括跨坐式单轨车辆、悬挂式单轨车辆、胶轮路轨车辆、胶轮有轨电车和虚拟轨道车辆,探讨了轮胎式轨道交通车辆动力学未来的研究内容。研究结果表明:跨坐式单轨车辆动力学研究集中于抗侧倾稳定性、曲线通过性能和车-桥耦合振动,根据跨坐式单轨车辆抗侧倾稳定性变化规律提出的临界侧滚角理论阐明了稳定轮和导向轮预压力的设置原则,给出了稳定轮和导向轮预压力与运行舒适度、曲线限速之间的联系,跨坐式单轨车辆提速的关键是开发性能更优的轮胎,并控制由于运行速度提高所引起的振动恶化;悬挂式单轨车辆动力学研究集中于车辆运行性能和车-桥耦合振动,其倾摆特性和横风引起的倾摆稳定性是悬挂式单轨车辆的特有动力学问题,由于车-桥耦合振动引起的钢质轨道梁低频噪声是有待研究的问题;胶轮路轨车辆在国内的研究刚刚起步,现阶段的主要问题是改善车辆的横向平稳性;胶轮有轨电车动力学研究集中于车辆运行性能和导向轮/轨关系,研究难点在于阐明其导向稳定性的机理和影响因素;作为一种新型轨道交通车辆,虚拟轨道车辆提出了许多新的动力学研究问题,包括循迹控制、机械架构与循迹控制策略的匹配性、纵向力分配、分布式驱动等,或将成为轮胎式轨道交通车辆动力学研究的新热点。      

机车车辆横向动力学性能仿真——车辆-轨道耦合模型与传统车辆模型的比较

运用经过大量线路实车运行试验验证的车辆－轨道耦合动力学仿真软件TTISIM，对传统车辆动力学和车辆－轨道耦合动力学两种类型模型的横向动力性能进行了比较与分析。结果表明：车辆无论是在直线上运行 是通过曲线轨道和道岔时,采用传统模型计算所得的轮轨横向相互动作用力均较采用耦合模型计算的大；仿真计算车辆蛇行失稳临界速度时，采用前一模型俐到的结果较后者偏高；而两者计算所得的车辆垂向与横向振动差别甚小。     

道路交通事故模拟再现的车辆动力学三维模型

应用动力学理论，提出了用于道路交通事故模拟再现分析的车辆动力学三维模型，并引用日本汽车研究所的16例车对车实车碰撞实验数据对该三维模拟模型的计算误差进行界定，并与二维四轮模拟模型的计算精度进行了定量比较，针对实际道路交通事故案例进行了模拟再现。实例证明车辆三维模型在计算车辆碰撞动力学问题时的总体平均相对误差值为6．65％，虽然相对于车辆二维四轮模型其速度计算精度在总体水平上降低了1．43％，但若考虑到其对道路交通事故形态的包容性和形象化方面的优势，计算精度的适度降低是可以接受的。     

车辆脱轨的耦合动力学分析

本文应用车辆－轨道系统耦合动力学理论，对车辆经过一段由缓－圆－缓组成的线路进行了车辆的脱轨稳定性分析。通过对车辆在耦合动力学模型与传统车辆动力学模型下脱轨道稳定性之分析比较，指出了进行车辆脱轨的耦合动力学分析必要性。     

大跨度铁路斜拉桥竖向刚度的研究

运用桥梁结构动力学和车辆动力学的研究方法，将车、桥作为联合动力体系，分析了列车地桥速度、主梁刚度、车辆阻尼、桥跨阻尼等因素变化时，对大跨度铁路斜拉桥的桡度、司机室加速度、司机室挠度、旅客舒适度及车辆脱轨安全的影响。     

特种车辆系统动力学特性模拟分析

基于弹性体原理,详细分析了一种特种车辆——凹底平车中大底架的弹性振动特性.将多体系统动力学理论与有限元理论相结合,在对车辆系统中各种因素合理分析的基础上,正确引入大底架的弹性振动特性,构建了凹底平车刚柔耦合多体系统动力学模型,计算分析了车辆系统的动力学特性,进而得到了运行速度和车辆上所关心参数对车辆系统动力学响应的影响,并与实测结果做了系统比较.结果表明,在选定的计算点,该车辆系统动力学响应计算值与试验值的最大误差仅为3.84%,在工程允许范围内.此种分析方法能减小车辆系统的模拟计算规模,提高计算速度,同时又能保证计算的准确性,能满足车辆系统动力学特性分析的需要.     

基于UM的CRH2型车动力学建模及平稳性分析

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多体动力学模型,分析了不同工况下车辆运行的平稳性,研究了悬挂参数对平稳性的影响.仿真分析表明:车辆平稳性指标随着运行速度增大而增大;减小空气弹簧水平刚度可改善横向平稳性,适当降低一、二系垂向刚度和二系垂向阻尼有利于提高垂向平稳性.     

摆式车辆倾摆机构优化

介绍了摆式车辆倾摆机构的形式、建立了倾摆的运动学和动力学分析模型,根据倾摆机构对车体倾摆功能及安全性、倾摆作动器的选择、空间布置等的影响,确定了参数优化的条件的目标。对倾摆机构的特性参数进行了优化计算,得出了优化的倾摆机构参数,并结合实际提出了倾摆机构参数的选择值数表。     

高速列车动力学性能研究进展

为更深入全面了解高速列车系统动力学研究现状，综述了高速列车动力学性能对车辆运行稳定性、安全性和平稳性的影响，总结了列车安全评价方法和动力学试验方法在车辆动力学中的应用，基于轮轨间作用力，分析了轮轨磨耗对列车动力学性能的影响，概括了车-桥耦合模型、弓网系统以及列车空气动力模型在车辆系统动力学中的研究内容。分析结果表明:车轮异常磨耗会导致舒适性下降，合理的车轮镟修能有效降低车轮非圆化和车辆系统关键部件的振动，降低车内振动噪声，增加列车运行稳定性、安全性和平稳性；合适的轮对定位刚度和抗蛇行减振器的刚度和阻尼有利于提高列车蛇行运动稳定性和转向架运动临界速度；钢轨波磨严重时会导致钢轨扣件松动，缩短车辆构架和钢轨的使用寿命；通过合理的钢轨廓型打磨可消除曲线波磨，改善轮轨关系；行波效应对车辆安全性影响很大，与相同激励下的各项参数相比，车速为350 km·h-1、行波速度为300 m·s-1时的脱轨系数、轮重减载率和轮轨横向力都有所降低；横风作用下受电弓气动抬升力增大，影响接触网安全，增大弓头阻尼和弓头刚度可改善弓网受流特性。      

轮对磨耗对地铁车辆稳定性的影响

使用车辆动力学软件SIMPACK建立了广州某地铁车的辆车辆动力学模型,通过对地铁轮对磨耗规律的分析,使用AUTO CAD制作了轮缘厚度为30的少量磨耗的轮对和轮缘厚度为28的大量磨耗的轮对,然后导入到车辆动力学模型中。分析了车轮磨耗对轮轨接触的蠕滑力/率的影响,发现随着磨耗程度的增加,蠕滑力/率均增大。通过SIMPACK软件的仿真计算得出地铁在不同磨耗下的非线性临界速度,仿真结果是:非线性临界速度随磨耗程度的增加逐渐减少,所以地铁运行的稳定性也是逐渐减小。     

高速客车非线性模型动力学分析

本文建立客车动力学的非线性模型,分析各种非线性结构,悬挂参数对车辆动力性能的影响,着重讨论高速车辆的横向稳定性和在轨道随机不平顺激扰下的运行平稳性。本文还应用研究结果优选出适合我国高速铁路运行的车辆参数匹配。     

高速客车通过曲线时的动态响应及安全性研究

本文从国内外各型客车转向架中选取一组计算参数,在建立客车横向动力学模型的基础上,研究高速客车通过曲线时的动态响应及安全性,并对转向架各悬挂参数的合理选择进行分析,以及对适应于高速客运的线路提出了要求。     

高速客车安全性的动力学仿真检算

在应用车辆动力学的原理和方法建立客车车辆横向与垂向动力学模型的基础上，对本文推荐的高速铁路线路平面曲线设计标准及参数进行动力学检算，以检验车辆通过曲线的安全性，由此得出了推荐标准及线路参数可行的结论。     

2009年中国客车市场竞争热点分析与展望

对于2008～2009年的客车市场来说,用"多事之年"加以形容确实毫不过分,在此期间对中国客车市场的影响因素之多是历史罕见的,从雪灾、地震、欧2转欧3、油价波动、汇率波动、原材料价格波动、铁路竞争,费改税实施以及金融危机等,使客车市场情况的不仅变化频繁而且相当复杂,市场分析的难度也明显增加.     

客车系统非线性横向稳定性的分叉方法研究

本文首先从理论上叙述了铁道车辆系统非线性蛇行运动稳定性的求解方法。通过研究车辆系统常微分布方程的一次近拟方程的雅可比矩阵的特征值，来确定系统的Ｈｏｐｆ分叉值即临界速度。系统分叉后的周期解则采用数值积分方法来求解。最后，本文对一高速客车系统的横向稳定性问题进行了分析计算。     

郑西客运专线对沿线公路客运市场的影响及对策研究

介绍了郑西客运专线的基本情况及沿线公路客运的现状,对比了客运专线动车和公路客运的技术经济条件,在分析国内已开通客运专线地区公路客运所造成的冲击基础上,结合问卷调查的结果对郑西客运专线沿线客运市场的未来变化做了预测,并结合沿线客运市场的实际情况对公路客运业提出了对策和建议。     

如何打造客车企业品牌核心价值

中国客车的发展经历了五十余年的风风雨雨,虽然在核心技术上与国际先进水平仍有一定的差距,但是我们凭借成本比较优势和巨大的国内市场使得客车销量迅速增长,渐渐成为世界客车舞台上的一支重要力量,并开始迅速侵蚀原本属于欧美、日韩等汽车先进国家的市场领域.     

客车顶蒙皮焊接半自动化设备的设计与调试

客车顶盖蒙皮自动点焊设备开发的成功，解决了客车顶盖蒙皮生产工艺落后的问题。如果采用电铆焊的方法对蒙皮与骨架进行连接，具有质量好、成本低、操作方便、焊件受热变形小及成形美观等优点。可扩展到侧围蒙皮与骨架的焊接。     

基于发动机激励的客车振动分析

利用有限元法对客车进行了动态特性分析,研究了发动机激励对客车振动的影响。建立客车有限元模型,对整车进行了自由状态下的模态分析;在模态分析的基础上进行谐波响应分析,分别考虑发动机垂向和横向激励2种工况,研究发动机输出的简谐力引起的车身位移响应,以考察车身各部位的振动情况。     

2010年中国客车市场发展特点

按照中汽协会公布的数据,2009年我国共销售客车35.4万辆,同比增长3.95%,其中大中型客车12.9万辆,同比增长4.9%,轻型客车22.5万辆,同比增长3.4%。其实在10月份大中型客车市场还是负增长,然而最后两个月一下子就变负为正,增长率甚至一举超过了轻型客车,我们不敢怀疑统计数据的准确性,唯有使人感到市场的捉摸不定。