重载货车摩擦缓冲器动力学模型研究

基于摩擦缓冲器冲击试验数据建立缓冲器多段线性模型,利用附加黏滞摩擦力和附加阻尼力进行理论修正,构建缓冲器多段线性修正模型,利用车辆冲击仿真及反映列车运行工况的三角函数位移激励对缓冲器多段线性修正模型进行验证和分析。计算结果表明:缓冲器多段线性修正模型较常规多段线性模型更接近冲击试验结果;转换速度及外部位移激励的频率会对车钩力尖峰阶段产生影响,转换速度越大或者外部频率越小,车钩力越先进入尖峰阶段,形成的磁滞环就越大,消耗的车辆振动能量越多,后续的车钩力和车辆相对位移就会越小;附加黏滞摩擦力较好地模拟了缓冲器特性曲线的尖峰现象,等效摩擦系数越大,附加黏滞摩擦力越大,车钩力也越大;附加阻尼和车体刚度的共同作用使缓冲器加载曲线与卸载曲线之间平稳过渡,在附加阻尼的修正下,即使缓冲器处于过渡曲线上遇到往复加载和卸载载荷,缓冲器也能形成磁滞耗能环,亦能耗散车辆之间的振动能量。     

缓冲器分段阻抗特性对重载列车纵向冲动的影响

重载列车过大的纵向冲动,成为制约重载列车发展的瓶颈。使用列车空气制动与纵向动力学联合仿真系统,以摩擦式缓冲器为研究对象,根据缓冲器运动机理,构建缓冲器阻抗力与压缩行程变化的非线性模型。分别研究缓冲器初压力和缓冲器不同行程区段上阻抗特性变化对重载万吨列车在运行工况下纵向冲动的影响规律。仿真结果表明:适当提高缓冲器初压力和缩短过渡段的压缩行程或增大过渡段区间首尾阻抗力差,能减小重载列车车钩力最大值,但会使加速度变大;减小缓冲器稳定区段的阻抗值,能有效减小列车车钩力和加速度,降低列车的纵向冲动。在有无牵引杆两种条件下缓冲器各区段阻抗特性变化对列车纵向冲动的影响规律基本相同。可为缓冲器的阻抗特性设计提供理论依据。     

重载机车车辆调车连挂冲击特性分析

机车车辆轴重的提高和列车编组数量的增加会导致调车连挂冲击中的纵向冲动显著增大,从而带来一系列安全隐患。通过构建摩擦缓冲器动力学修正模型、车辆冲击动力学模型及车体—钩缓—车体串联模型等,研究了不同制动状态及不同阻抗特性缓冲器组合对车辆纵向冲动的影响。结果表明:缓冲器动力学修正模型能较好地模拟机车车辆调车连挂冲击中的缓冲器特性,以及制动阻力作用下的车钩力变化;车体—钩缓—车体串联模型能较好地模拟装配不同阻抗特性缓冲器的机车车辆连挂组合的冲击,对缓冲器的合理选用具有一定的理论指导价值。     

2万t组合列车纵向力计算研究

从列车纵向动力学原理入手,建立了列车纵向动力学模型。通过描述悬挂系统中悬挂力的数学方程模拟了钢摩擦缓冲器实际的干摩擦阻尼迟滞特性,通过大量缓冲器的冲击试验结果拟合出缓冲器的动态特性曲线的上边线,从而建立了钢摩擦缓冲器数值模型。由于列车纵向动力学方程是非常复杂的非线性方程,为了求解这种强非线性振动系统的响应,提出了基于Newmark-β的高精度平衡迭代算法,并进行了数值算例分析。根据Lo-cotrol同步控制装置的原理,建立了Locotrol同步控制的数学模型。完成了2万t重载组合列车纵向力计算的试验验证;分析了主控机车与从控机车的同步响应时间和制动初速对重载组合列车纵向力的影响。这些研究为重载组合列车纵向动力学的研究提供了基础。     

ST型缓冲器最大阻抗力的各种影响因素分析

从ST型缓冲器最大阻抗力近似计算入手，分析了缓冲器预压缩量，弹簧的刚度，配件间的摩擦因数，及各配件摩擦面的角度对ST型缓冲器最大阻抗力的影响，并提出了解决措施。     

摩擦型缓冲器特性的数学描述

介绍了摩擦型缓冲器在车辆冲击过程中动态特性的特点和一种描述其动态特性的数学模型。进行车辆冲击过程仿真计算时,使用该模型可以更加真实地反映摩擦型缓冲器的动态特性。     

车辆缓冲器特性研究

介绍当前国内外货车缓冲器的发展概况,并以常用的摩擦式缓冲器为例,建立计算模型,详细分析摩擦式缓冲器的力—位移特性,对其冲击机理进行分析研究。分析表明,在进行缓冲器的研究和开发过程中,确定缓冲器的容量、行程、特性曲线形状以及阻抗力时,必须将整个列车系统综合起来考虑,分析缓冲器的动力学特性及列车的冲动机理,从而最大限度地降低列车运行时的纵向冲击力和加速度,以达到缓和车辆间纵向冲击的目的。     

摩擦式缓冲器阻抗特性在列车纵向动力学中的应用

缓冲器的动力学特性在较大程度上决定着列车纵向动力学性能.传统缓冲器的阻抗特性曲线未能完整描述阻抗力与缓冲器行程变化率之间的关系,并且存在间断点.在列车纵向动力学应用中,引起很多难以克服的困难.本文以摩擦式缓冲器为研究对象,利用接触力学方法,给出阻抗力与缓冲器行程变化率之间的关系;根据处理静摩擦开关效应的相关理论,提出一...     

车辆调车纵向冲击特性研究!

基于车辆在编组连挂时的缓冲器冲击修正模型,通过建立多组列车冲击模型、车体刚度串联模型以及车体-钩缓装置-车体的串联模型,分别研究不同列车编组数量、不同冲击工况、不同车体刚度及不同阻抗特性的车辆缓冲器的组合对车辆纵向冲击特性的影响。结果表明,当冲击车和被冲击车的数量均大于2时,最大车钩力与车辆的数量间不存在明显关联,且此时冲击面的车钩力比编组为其他数量时的车钩力大,因此在进行车辆冲击试验及缓冲器性能测试时,冲击车和被冲击车的数量均大于2较为合理。当车体刚度较小、冲击速度较高时,车体刚度会对车钩力产生较大影响;冲击车和被冲击车具有不同阻抗特性的缓冲器组合冲击时,其最大车钩力和缓冲器行程会不同。因此,新型缓冲器的阻抗特性应设计为在低速冲击时具有柔性,从而保证低速冲击时的车钩力平缓增长,而在高速冲击时应体现为刚性,以限制缓冲器的最大行程。     

机车车辆液气缓冲器特性研究

概述了铁道机车车辆液气缓冲器的基本结构及其工作原理,并根据流体力学和热力学的基本理论,建立了液气缓冲器的动力学计算模型,利用数值模拟方法分析研究了液气缓冲器的静态特性和动态特性,为液气缓冲器在铁道机车车辆上的应用提供了理论依据。     

HX_D1型重载机车钩缓系统仿真研究

为研究HXD1型重载机车钩缓系统在线路实验中表现出的稳定动态特性,在分析13A/QKX100钩缓系统独特的工作原理基础上,建立了具有非线性迟滞特性的弹性胶泥缓冲器及具有钩尾摩擦弧面的车钩仿真模型。研究了13A/QKX100钩缓系统承受纵向压力时的动态特性,对比分析了钩尾摩擦面对车钩动态特性的影响。研究结果表明：文中提供的模型能够较精确地模拟HXD1型重载机车钩缓系统的运行动态表现;13A车钩钩尾摩擦面对车钩的承压动态特性起着关键作用。     

重载列车纵向动力学计算程序综述和研制

介绍了国内外重载列车纵向动力学仿真计算程序的发展概况,对空气制动系统模拟、车钩缓冲装置模拟以及数值积分方法等三个关键问题进行了梳理分析,并提出了作者的认识和见解,为今后的重载列车纵向动力学仿真研究提供了有价值的研究思路。在此基础上,建立了重载列车纵向动力学仿真模型,其中包括改进的缓冲器迟滞特性数学模型,并编制了它的计算程序,介绍了该程序的基本要素和总体构成。     

车钩缓冲装置连挂冲击模拟试验对比分析

分析了地铁车辆车钩缓冲装置连挂冲击模拟计算与实际动态试验结果的偏差,并提出了相关建议。     

缓冲器使用聚合材料的效果

介绍摩擦聚合材料缓冲器和液压聚合材料缓冲器的结构、试验和运用效果.     

铁道车辆缓冲器弹性胶泥粘弹性参数的数值反演

研究弹性胶泥的基本物理参数。提出以弹性胶泥简单的静压试验和动力试验反演复杂的三维粘弹性本构参数的数值方法。依据弹性胶泥松弛模量的物理意义,建立三维粘弹性本构模型。依据静压试验的静压力和观测点位移试验数据,建立以弹性有限元为基础的弹性位移反演模型,优化求解该模型可得到泊松比、杨氏模量。根据弹性力学本构关系的基本原理,通过泊松比、杨氏模量可得到粘弹性模型所需要的剪切平衡模量和体积平衡模量。依据动力试验的激振力和观测点位移的时程曲线,建立以粘弹性大变形动力有限元为基础的粘弹性参数反演模型,利用改进的遗传算法对其余和时间相关的粘弹性参数进行优化求解。以重载货车用新型胶泥缓冲器为实例,对弹性胶泥的基本粘弹性参数进行数值反演。反演结果和试验结果吻合较好。     

缓冲器耐久试验标准的比较

文章从能量的角度出发，对比了我国铁道行业标准、AAR标准、UIC标准和俄罗斯标准对缓冲器耐久试验的要求，得出了UIC标准要求缓冲器耐久试验输入的总能量最多的结论。建议我国制定缓冲器标准时适当参考UIC标准，以提高缓冲器的可靠性。     

基于响应面方法的车钩缓冲器特性曲线优化分析

为了更加真实地反映车钩缓冲器实际工作状态和进行缓冲器特性曲线优化,提出采用列车纵向动力学系统对缓冲器的特性曲线进行分析。在优化方面,从响应面方法的基本原理出发,建立响应面的子区域构造方法,运用凝聚函数和惩罚技术处理约束的遗传算法求解加约束条件的二次响应面最优解。以大秦线实际线路、列车编组以及列车纵向动力学性能为优化计算的条件,结合缓冲器数值模型建立缓冲器特性曲线的优化模型,运用所提出基于遗传算法的响应面方法对重载列车缓冲器特性曲线进行优化求解。结果说明所提方法对求解缓冲器特性曲线的优化问题非常有效。     

重载机车用缓冲器连挂安全性能仿真比较分析

文章通过重载机车应用不同缓冲器的连挂安全性能仿真分析,比较各型缓冲器吸收冲击性能的优劣,为重载机车选择合适的缓冲器提供参考。