车体弯曲振动减振法

从乘坐舒适度方面看,车体弯曲振动的减振措施主要针对车体本身,本研究包括了转向架。车体与转向架间采用的牵引装置等的参数对车体影响很大,优化这些参数对减小弯曲振动是有效的。     

车辆的防振装置——牵引连杆用位移依存性缓冲橡胶

<正>牵引连杆是连接转向架和车体,将发动机等的驱动力和制动力传递给车体的零件。转向架的振动也通过牵引连杆传递给车体,由此引发了车体的垂向弯曲振动(以下称弯曲振动),造成乘坐舒适性降低。此发明是在牵引连杆两端的转向架与车体结合部位使用的缓冲橡胶上设计出微小缝隙,以此隔绝转向架传递的振动,抑制车体弯曲振动的发生,只要用它替换目前已装用的缓冲橡胶即可(见图1)。图1装有位移依存性缓冲橡胶的牵引连杆     

优化车体和转向架间联结要素的特性,提高舒适性

降低车体的弯曲振动地改善铁道车辆乘坐舒适非常重要，弯曲振动与车体和转向架的摇枕纵向拉杆、牵引装置及抗蛇行减振器等联结要素的特性有关。本文介绍了一种新的数学模型，并利用该模型可以对 上联结要素的特性，以及其对乘坐舒适度的影响进行研究。     

车体与转向架连接要素的合理化——改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的上下振动对乘坐舒适度影响问题时，不仅要考虑通过空气弹簧产生的车体上下振动，还必须考虑通过摇枕、单联接杆、心盘座等介于车体与转向架之间连接要素产生的车体振动。另外，为改善乘坐舒适度，力求使车体与转向架系统各特性值的合理化是至关重要的。     

用车体与转向架间结合要素特性的合理化来改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的垂直振动舒适度问题时，不仅要考虑空气弹簧的垂直加振问 题，还必须考虑通过摇枕拉杆、连杆、支点座等介于车体与转向架之间结合要素的车体加振 。另外，为改善乘坐舒适度，力求车体、转向架系各特性值的合理化是至关重要的。 　　考虑到空气弹簧以外的车体与转向架间的结合要素，用车辆模型将舒适度水平LT作为评价 量，通过各特性值来研究改善车辆的舒适度效果。在此，特别是对具有一根联杆(拉杆)的车 辆，弄清了它们的特性值和车体弯曲振动的关系，详细研究了它们对LT带来的影响。 　　此次结果可知，一根拉杆支持部分橡胶刚性对LT的影响很大。另外，从有效改善乘坐舒 适度来考虑，它不是各特性值个别的合理化，而必须是整体的合理化。 　　　　　　　　　刘　鑫　译自《RRR》2000， №5，31 　　　　　　　　　刘凤刚　校     

利用可调阻尼液压减振器降低车体振动

一般为了减少铁路车辆的上下振动,提高乘坐舒适度,最有效的方法是降低频率接近车体一次弯曲振动频率4～8Hz的弹性振动。为了通过调整车体的刚性状态降低弹性振动,从而大大改善乘坐舒适度,日     

孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析

针对孟买地铁车辆,运用刚柔耦合的车辆振动模型,研究弹性车体与构架耦合振动,分析车体弹性对平稳性的影响。分析表明,车体刚度越大,车体弹性对平稳性的影响越小;随着转向架一系垂向刚度的增加,构架的浮沉频率会逐步增加;通过参数优化,当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,不会发生车体垂向弯曲共振现象。     

动车组车辆车下悬吊设备线路振动特征分析

高速列车刚柔耦合振动会引起车下悬吊设备的剧烈运动。介绍了高速动车组车辆悬吊设备以及质量调谐吸振理论。根据试验数据,分析了构架振动响应、车下设备振动响应,以及不同车速和线路对车下设备振动响应的影响。结果表明:正常路段构架横向振动加速度振动幅值较小,而蛇形激励路段构架横向振动主频为7.4 Hz。在振动水平正常时段,设备振动显著大于车体振动,设备频域振动特征主要为高频磁致振动,设备15 Hz以上的高频振动均未传递至车体。转向架蛇行激励时段,辅助变流器和车体耦合振动频率为7.6 Hz,设备和车体振动相位基本相同。运行速度增大时,车下设备振动增强,线路条件对车下设备振动也有重要影响。     

通过轴减振器的衰减控制降低车体垂向弯曲振动

近年来的铁道车辆上，有时会显著地发生车体垂向弹性振动。特别是其中的车体1阶弯曲振动因对乘坐舒适度的影响较大，所以日本对低1阶弯曲振动的方法进行了研究和试验。但这些减振对策无论有无效果，无一例外都是用对车体直接施加作用的方法来进行减振。     

铁路提速与乘车舒适性评价

指出列车提速后应该对影响乘坐舒适性的振动特性参数数横向恒定加速度、侧滚角速度、车体振动加速度等的增大采取对策，摆式车体列车的开发是对策之一，其车体倾斜控制技术已取得很大进步。介绍了各振动特性参数间的相互影响，对坐姿乘坐舒适性的评价，摆式车体列车离心力的补偿比率等。     

轨道不平顺激励下铝合金地铁车体振动分析

轻量化地铁车辆多为以型材铆焊成型的铝合金车体结构,必须具有良好的振动特性,以保证旅客的乘坐舒适性。轨道随机不平顺是引起车辆强迫振动的主要原因,有必要分析轨道不平顺激励下铝合金地铁车辆车体的振动响应,为车体优化设计提供理论参考。详细分析了铝合金A型地铁车辆车体结构特点,经过合理简化几何模型,建立了符合车体结构力学特性的白车身有限元模型。以德国高干扰线路作为激励源,运用多体系统动力学分析软件ADMAS/Rail建立了铝合金地铁动车系统动力学分析模型并计算获得车体在转向架支撑处的动载荷。将所求动载荷施加于车体相应位置,在ANSYS软件中进行车体谐响应分析,计算了车体在轨道不平顺激励下的振动响应。结果显示,车体振动最大峰值频率与车体一阶扭转和一阶弯曲模态频率基本一致。     

弹性构架对车辆系统振动响应的影响

为了研究弹性构架对车辆系统振动响应的影响,结合FE软件ANSYS和MBS软件SIMPACK,通过在SIMPACK前处理程序FEMBS中生成弹性构架的标准输入文件,在SIMPACK中建立刚柔耦合的车辆系统动力学模型,并把转向架构架考虑为弹性体.通过仿真计算,获得了车辆系统的位移、加速度、振动频率等振动响应特性.对比分析结果表明,弹性构架对系统的振动响应强于刚性构架,且加宽了系统的振动频率范围.     

基于模态追踪的地铁车辆低频横向晃动分析

为研究车体低频横向晃动的原因及提高旅客乘坐舒适性,首先依据模糊数学的欧式贴近度准则,有效追踪和分析了车辆各刚体模态随速度变化的情况;其次,基于欧式贴近度定义整个系统所有模态之间的耦合度;最后,以降低车辆系统的耦合度为优化目标,对悬挂参数进行优化。计算结果表明:在某一速度下,当转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率接近时,两者振型极为相似,欧式贴近度接近于1,转向架蛇行运动与车体横向运动发生共振,使车体横向发生低频晃动,此时车辆系统耦合度最大。对车辆悬挂参数优化后,可有效降低系统内的耦合度,减少转向架蛇行运动对车辆横向振动的影响,消除车体低频晃动现象。     

轮对等级镟修对车辆平稳性的影响分析

通过在线试验,测试了不同等级镟修后轮对、构架、车体的振动加速度,采用sperling公式将车体加速度换算成车辆横向、垂向平稳性指标。统计数据表明:按轮缘厚度的不同进行车轮等级镟修,改变了轮缘顶部与轨头侧面接触时的轮轨接触位置和轮轨关系,但对车辆平稳性影响不大,对车辆乘坐振动舒适性基本没有影响。     

南京大胜关长江大桥轻轨列车走行性研究

以南京大胜关长江大桥使用托架结构搭载轨道交通为研究背景,基于车桥耦合振动分析理论对轻轨列车走行性进行分析。结果表明:轻轨列车以不同负载状态和车速运行时,桥梁结构的动力响应均较小,列车的运行安全性和乘坐舒适性均为优;车辆负载状态对桥梁及车体的振动响应有较大影响;车辆脱轨系数、轮重减载率、倾覆系数、车体振动加速度、舒适性指标均随车辆负载减小而增大,轻轨列车的安全性主要由空载状态控制。     

构架作弹性体处理时的客车系统动力学仿真

在SIMPACK多体动力学软件中建立了完整的车辆系统动力学模型,其中构架利用ANSYS有限元分析软件中得到的结构与模态将其弹性化处理,其余主要部件如车体、轮对及轴箱等仍作为刚体处理。通过模拟计算,不仅获得了车体、轮对等刚性处理部件的振动响应,而且得到了弹性构架的结构振动特性以及构架弹性处理对系统各种安全性指标影响特性。研究结果表明,相对于刚性处理,弹性处理对系统垂向振动指标如构架垂向加速度功率谱密度分布、轮轨力以及脱轨系数等有较大影响,而对系统横向振动指标如构架和轮对横向加速度等影响不明显。这种研究方式使得系统动力学研究中刚体与弹性体有机地结合起来。     

轨道车辆多点支承二系悬挂方案分析

轨道车辆的二系悬挂直接将车体和构架连接在一起,主要用于车体相对于转向架的缓冲减振,其性能好坏直接影响到车辆的乘坐舒适性和曲线通过性能.文章根据车辆运行的线路条件,基于车辆的悬挂系统所需满足的运动变形边界条件,对几种多点支承二系悬挂方案进行对比分析,以选出最优方案.     

低地板有轨电车车顶设备高静低动刚度减振研究

为降低有轨电车车顶有源设备振动对车体运行平稳性的影响,提出基于高静刚度-低动刚度(High-StaticLow-Dynamic-Stiffness,HSLDS)减振器的车顶设备减振方案。建立SIMPACK低地板有轨电车3车连挂动力学模型,设计用于车顶设备隔振的HSLDS减振器,通过仿真分析HSLDS减振器对车体的振动控制效果。研究结果表明,与刚性支撑和弹性支撑相比,HSLDS减振器隔振方案可以提高车辆乘坐舒适性,减少车顶设备激励对车身振动的负面影响。     

一系定位刚度对车辆系统一次蛇行的影响分析

车辆系统蛇行运动的2种典型形式是一次蛇行和二次蛇行,又被称为车体蛇行和转向架蛇行。当车辆发生一次蛇行时,车体左右晃动幅度较大,影响车辆运行的平稳性以及乘客乘坐的舒适度。文章利用SIMPACK软件建立了300km/h整车非线性动力学模型,仿真车体一次蛇行失稳情况;结合非线性振动系统的频率俘获原理,研究发现车体一次蛇行是由于在行车过程中转向架的蛇行频率被车体的蛇行频率俘获所引起的。通过改变车辆系统的一系定位刚度,从而改变同等运行速度下转向架的蛇行频率,避开了车体的频率俘获区间,可有效抑制一次蛇行,提高车辆运行稳定性。     

跨座式单轨交通轨道梁刚度对乘坐舒适性影响研究

参考已有车桥系统空间耦合振动模型,研究某市跨座式单轨交通Z206-25梁,利用fortran90软件编写程序。参考高速铁路评价方法,基于Sperling指标和车体加速度值评价车辆乘坐舒适性,研究轨道梁竖向与横向刚度的变化对车辆乘坐舒适性的影响。结果表明,轨道梁刚度对车辆乘坐舒适性影响很大,并且采用不同的评判准则,轨道梁刚度与乘坐舒适性之间的关系不同,有必要进一步研究轨道梁的刚度限值。