三轴转向架构架疲劳强度分析

分析了三轴转向架构架在有限元计算分析时,约束的施加必须保证三根轴的轴重一致性;分析比较了中间轴一系簧垂向刚度对构架强度产生的影响.通过计算分析表明,中间轴一系簧垂向刚度较软时,构架应力分布更为合理.同时提出了三轴转向架构架的疲劳强度评定的修正系数.     

半主动悬挂机车平稳性和曲线通过动力学性能仿真研究

利用天棚控制原理和SIMPACK动力学软件分别建立二系横向和垂向半主动悬挂机车模型,分析比较了横向、垂向半主动悬挂和被动悬挂的平稳性,以及300 m曲线半径通过时的动力学性能,得出采用半主动悬挂方式可有效地提高机车的平稳性．但同时会使轮对动力学性能恶化。因此有必要对构架结构参数和悬挂系统参数作进一步优化和研究。     

转K6转向架直线运行性能研究

借助于SIMPACK动力学分析软件,充分考虑货车的各种非线性因素,建立转K6转向架货车动力学模型,运用此模型分析转K6转向架货车的直线运行性能。结果表明：转K6转向架货车在直线线路上运行时的非线性临界速度为131km/h;车体横向振动加速度随速度提高呈线性增加,垂向振动加速度随速度提高呈非线性增加;在速度不大于80 km/h时,车体的横向和垂向振动加速度均没有超标,车体的横向和垂向平稳性指标值均小于3.5。     

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.     

轴箱垂向单向阻尼对车辆动力学性能的影响

利用SIMPACK仿真软件建立了某型客车的动力学模型,分析比较了车辆通过三角坑、随机不平顺激扰线路时,垂向单向阻尼减振器和双向阻尼减振器对车辆动力学性能的不同影响。分析结果表明,轴箱垂向单向阻尼能一定程度上降低转向架构架的高频振动,降低轮轨动力作用,车辆运行速度越高,效果越明显;但其对转向架和车体垂向振动加速度峰值、车辆运行平稳性指标影响较小。     

高速动车组悬挂部件失效动力学性能研究

利用SIMPACK软件建立了适用于高速转向架悬挂系统故障检测的国内某型高速动车组车辆动力学仿真模型,并根据所建立的动力学模型分别研究了在不同速度条件下一系垂向减振器、二系空气弹簧、二系抗蛇行减振器失效时整车不同部位表现出的动力学性能。通过对车体不同部位及前后转向架动态响应信号的时域、频域特性进行分析,获得了转向架悬挂部件故障与整车系统响应的关联关系,提出了分别针对一系垂向减振器、二系空气弹簧、抗蛇行减振器失效敏感的故障特征因子,从而对悬挂部件故障进行检测与定位。     

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。     

高温超导磁悬浮车辆曲线通过动态特性分析

为提高高温超导磁悬浮车辆曲线通过性能,针对悬挂系统和高温超导悬浮导向力的非线性特性,建立了高温超导磁悬浮车辆横垂耦合动力学模型,分析了高温超导磁悬浮车辆悬浮架曲线通过性能,对比了车辆通过有无超高曲线时悬浮杜瓦横向和垂向位移。仿真结果表明,车辆在通过有超高曲线时,在缓和曲线路段,原H型构架由于无一系悬挂,难以适应曲线路段的线路扭曲,使得局部杜瓦垂向位移较大。为此,对悬浮架设计方案提出了优化措施,并对优化方案进行仿真分析。结果表明,采用增设橡胶垫等方式可增加H型构架纵梁与横梁之间的点头自由度,以及增设杜瓦与H型构架之间的一系悬挂对改善车辆的曲线通过能力均有效果,并且后者效果更为明显。综合2种优化方案,提出了有利于高温超导磁悬浮车辆曲线通过的悬浮架结构方案。     

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。     

铁路工程车辆横向失稳动力学特征分析

以工程车辆正线动力学性能型式试验数据为研究对象,论述了国内外铁路对车辆横向失稳试验的判定,从车体和构架横向振动加速度、轮轴(轨)横向力及轮轨垂向力3方面对试验过程中车辆横向蛇行失稳时呈现的动力学性能特征进行分析、归纳和总结。结果表明,焊接构架式转向架的工程车辆,采用构架横向加速度10 Hz滤波后,连续峰值5 m/s2来进行横向失稳评判较为合理。     

雅可比式铰接车辆转向架初探

建立普通两向架式车辆与铰接车辆的垂向振动单车当量模型，通过其车体垂向回速度频率响应的不同结果，得出取消转向架第二系阻尼减振器，在铰接车辆之间设置减振器以抑制车体加速度效果较好，并建议减振器阻尼至少选取原二系悬挂中的阻尼的五倍。     

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。     

3D轴焊接构架式转向架重车过曲线轮轨横向力超标原因分析

根据转向架结构理论分析和动力学仿真计算,对3D轴焊接构架式转向架通过曲线时重车轮轨横向力偏大的原因进行分析。认为3D轴焊接构架式转向架的主、副摩擦面摩擦系数偏大,使重车通过曲线时斜楔处于卡死状态,轮对轴箱纵向呈刚性定位,从而导致重车过曲线时轮轨横向力偏大。提出只要将斜楔副摩擦面的摩擦系数减小至0.1左右,则在轮轨纵向蠕滑力的作用下,轴箱斜楔纵向就不会被卡死,而且轮对纵向定位刚度只由轴箱弹簧提供,可以有效地降低重车过曲线时的轮轨横向力。线路动力学试验证明理论分析和仿真计算的结果是正确的。     

径向转向架机理及其动力学特性研究

改善车辆曲线通过性能是研究转向架动力学性能一直追求的目标。简要介绍了国内外客货车径向转向架的发展及其应用概况，并阐述了迫导向、自导向径向转向导向机理及其基本结构。建立了迫导向转向架、自导向转向架和一系柔性定位转向架的统一横向动力学模型，通过计算机仿真得出一系柔性转向架和径向转向架的曲线通过性能的直线稳定性，并进行了分析、比较。结果表明，采用径向转向架是降低曲线上轮轨磨耗和提高直线上稳定性的有效措施，适合运用在摆式列车及曲线较多的既有线提速客车上。     

径向转向架机车的减振器端部安装刚度分析

采用仿真软件SIMPACK建立一种2C0径向转向架机车模型。在该模型中分别考虑了二系垂向减振器、二系横向减振器和二系抗蛇行减振器的端部安装刚度对机车动力学性能,如机车平稳性、临界速度和曲线通过稳定性的影响,提出了相应的设计建议。     

机车车辆通过缓和曲线时悬挂系统及轮重的动态特性

在分析机车车辆通过曲线轨道时悬挂点相对位移的基础上,研究悬挂系统的承载特性和轮重的增减载性能。结果表明:机车车辆以欠超高状态进入缓和曲线时会造成前构架二系悬挂外侧垂向力增载,驶出缓和曲线时则会有一定程度的减载,而后构架二系悬挂垂向力的增减载特性与前构架相反;欠超高状态也会对一系悬挂产生影响,尤其对一、四位轮对处一系悬挂垂向力的影响显著;导致机车车辆进出缓和曲线时表现出不同承载特性的主要原因来自于车体质心和构架质心处的超高角之差;采取降低二系悬挂垂向刚度、减小车体和构架质心处的超高角差等措施,可以改善机车车辆通过缓和曲线时悬挂系统的动态承载特性。     

北美铁路货车转向架的发展(续一)

9 一系悬挂转向架 一系悬挂转向架也叫做轴箱弹簧转向架，通常是作为提供给特种运用服务的优质转向架。在这种型式转向架上，其主弹簧和阻尼是装在轮轴系统与转向架构架之间的，因而垂向和横向弹簧挠度和阻尼与最小的簧下重量一起就直接作用于转向架轮对运动。随之带来优良的垂向和横向运行品质，以及高速蛇行稳定性和良好的曲线通过性能。 提供的这种基本结构是在运用于欧洲的转向架系列结构基础上设计的，在最新专门设计中，还结合了摆吊式横动和迫导向功能。图18为一种迫导向径向转向架。     

摆式客车自导向径向转向架小半径曲线通过性能仿真研究

通过仿真软件SIMPACK建立装用自导向径向转向架的摆式客车模型,介绍了模型建立的方法,与常规转向架对比分析300 m小半径曲线通过的动力学性能。分析表明,自导向转向架在轮对冲角、轮轨横向力、磨耗指数和脱轨系数上,无论是最大值还是变化幅度都比常规转向架要低很多,自导向转向架运用于摆式客车小半径曲线通过依然具有良好的效果。     

DA_(26)型凹底平车动力学性能研究

利用车辆系统动力学仿真分析软件UM建立了配装4E轴焊接构架式转向架的DA_(26)型凹底平车的动力学分析模型,针对悬挂参数进行了优化分析,并对悬挂参数优化后的车辆系统动力学性能进行了预测。计算结果表明:DA_(26)型凹底平车在空车、载重230t、载重260t等装载状态下,其蛇行失稳临界速度均满足设计任务书的要求,且具有足够的安全余量;通过大量的动态曲线通过性能分析和大量的侧线道岔通过性能分析,提出了DA_(26)型凹底平车通过曲线和侧线道岔时的限速值;DA_(26)型凹底平车具有较好的运行平稳性。研究表明:4E轴焊接构架式转向架虽然没有加设均载装置,但仍可以保证转向架具有良好的动态均载性能。此外,通过对比底架弹性体模型和底架刚性体模型的计算结果,认为可以用刚性体底架模型预测车辆的动力学性能。最后,通过线路试验结果与仿真分析结果的对比,验证了仿真模型的正确性。     

转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型及分析

应用系统工程的方法,将座椅系统与传统轨道客车系统作为一个整体大系统加以考察,建立轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型,并推导模型的振动微分方程;根据转向架-车体-座椅耦合系统垂向振动微分方程组,通过变量变换,给出轨道客车转向架-车体-座椅系统垂向动力学模型的数值分析方法。通过与传统轨道客车垂向动力学模型得到的垂向随机响应进行对比,验证轨道客车转向架-车体-座椅耦合系统垂向动力学模型的正确性,该研究为轨道客车的振动特性分析及车辆悬挂系统参数和座椅悬置系统参数的优化设计提供了模型参考。