高速磁浮车辆通过小半径竖曲线时的动力学响应分析

针对一种无摇枕悬浮架的新型高速磁浮车辆系统,建立了包含非线性空气弹簧模型、电磁悬浮控制模型的磁浮车辆动力学模型,仿真分析了车辆通过半径530m竖曲线时的动力学响应,并与采用线性等效空气弹簧模型的计算结果进行了对比分析。结果表明,采用两种空气弹簧模型的磁浮车辆车体加速度、电磁铁加速度和悬浮间隙变化量等响应差别不大,均能满足车辆动力学预测要求,但空气弹簧伸缩量计算值有明显差别,两者误差达到29%;采用非线性空气弹簧的磁浮车辆动力学响应结果更符合工程实际,可为高速磁浮车辆空气弹簧结构设计与参数选取提供应用参考。     

空气弹簧技术在轨道车辆领域的运用、研究及展望

从空气弹簧应用特性的角度对其技术发展进行了梳理，分别总结了空气弹簧垂向性能、横向性能及扭转性能的技术特点，并对其在国内外动车组、磁浮列车与城轨车辆上的运用情况进行了介绍。针对空气弹簧相关理论研究，讨论了空气弹簧系统有限元模型、等效力学模型及气动力学模型。其中有限元模型适用于分析空气弹簧结构特性、材料特性与接触特性，等效力学模型适用于车辆动力学计算，气动力学模型适用于空气弹簧非线性动力学计算。基于当前空气弹簧理论研究与技术应用现状，探索了CFD与动网格技术在空气弹簧特性分析中的应用，使用有限体积法对空气弹簧内部三维湍流进行数值模拟。总结了不同控制方法在空气弹簧系统中的运用，探讨了智能监测技术在空气弹簧系统中运用的可能性，展望了空气弹簧系统在状态预测、故障预警、健康评估等技术领域的发展。     

基于空气弹簧非线性模型的车辆振动特性研究

为研究不同模型和不同空气弹簧物理参数下车辆振动特性,基于热力模型和ADAMS空气弹簧非线性模型建立空气弹簧悬挂系统控制模型,并利用多体动力学仿真软件SIMPACK与MATLAB/SIMULINK联合仿真平台建立包括空气弹簧系统的整车多体动力学模型。研究结果表明:热力模型较ADAMS模型更能准确模拟空气弹簧非线性动态特性;车辆低速运行时节流孔直径越小越有利于改善车辆垂向运行平稳性;车辆高速运行时节流孔直径太大或者太小都不利于改善车辆垂向运行平稳性;附加空气室体积越大越有利于改善车辆垂向平稳性,但是增大到一定程度继续增大对车辆垂向平稳性改善不是很明显。     

基于AMESim平台的轨道车辆空气弹簧系统气动力学仿真模型研究

基于热力学、流体力学和空气动力学理论,建立包括橡胶气囊、附加空气室、节流孔、差压阀和高度调整阀的空气弹簧系统气动力学微分方程组.在此基础上,基于AMESim平台建立轨道车辆的空气弹簧系统气动力学仿真模型,并以某动车组为例进行空气弹簧系统的静、动刚度仿真计算.将仿真计算结果与实测结果对比,验证了该模型能够很好反映实际空气弹簧的静态和动态特性.仿真计算结果表明:该模型解决了常规车辆动力学模型不能模拟空气弹簧刚度变化和高度调整阀在有些工况下会打开的问题,从而提高了车辆动力学仿真的计算精度.     

地铁车辆运行平稳性测试

空气弹簧对地铁车辆运行平稳性影响较大，目前国内B型车部分采用国产部件，A型车主要采用进口的空气簧。文章介绍了国产与日本进口的空气簧，对车辆进行平稳性指标的影响及测试方法并对北京1号线地铁车辆运行平稳性进行了测试，分析了起动、中间运行和制动停车等不同运行阶段的平稳性情况，对比分析了装用2种空气弹簧车辆的运行平稳性结果，得出了2种空气弹簧具有相同减振效果均满足车辆运行平稳性要求的结论。     

空气弹簧故障对地铁车辆动力学性能的影响

结合车辆系统动力学理论,通过SIMPACK软件建立了包含空气弹簧特性的动力学模型,分析了空气弹簧失效后车辆系统的稳定性以及空气弹簧失效对地铁车辆动力学性能的影响,并提出了相应的建议。     

考虑空气弹簧放气的铁道车辆仿真模型

当铁道车辆上的空气弹簧趋于平直时,轮载会因轨道不平顺而降低.为了检验铁道车辆在空气弹簧放气情况下的运行安全性,进行了运行试验,得出轮载、横向力、施加于空气弹簧的力和车轮爬升量等各种数据.此外,考虑到空气弹簧放气而制作了铁道车辆的数值仿真模型,通过与这些试验结果的比较,确认了其有效性.     

基于运用状态下的空气弹簧可靠性评价方法

针对城市轨道交通车辆空气弹簧在使用过程中其理论寿命与实际检修周期存在差异,提出了一种以车辆实际运用状态为背景,基于多体动力学、非线性有限元分析和虚拟疲劳寿命联合仿真的空气弹簧可靠性评价方法。以某型城市轨道交通车辆为例,通过该方法计算得出的空气弹簧的失效结果与现场实测的真实损伤情况相吻合,证实了该方法的科学性。使用该方法对该型空气弹簧在8年理论寿命至10年大修期间的可靠性进行了研究。结果表明,在此期间空气弹簧胶囊的失效率增加0.73%,锥形应急簧的失效率增加1.28%。由此,可以推断该时间段内空气弹簧满足可靠性的使用要求。     

空气弹簧在青藏铁路车辆上的应用与改进

对青藏铁路车辆用空气弹簧的应用情况及出现的质量问题进行了介绍,重点对发电车SW-QD160型转向架用空气弹簧漏气原因进行了分析,并对其进行了改进和验证。     

国产化CRH5型动车组用SYS530B型空气弹簧研制

依据CRH5型动车组用原型空气弹簧技术规范,研发了SYS530B型空气弹簧。该型空气弹簧能够实现与CRH5型动车组原型空气弹簧互换使用,其各项性能指标符合技术要求。整车滚动和振动试验结果表明,分别装用SYS530B型空气弹簧和原型空气弹簧的车辆临界速度、自振频率差异很小,舒适性和平稳性等指标均属于优级,并能满足CRH5型动车组的动力学性能要求。     

基于空簧悬挂特性的高铁车辆垂向振动舒适性对比研究

在对车辆振动舒适性进行型式试验和仿真分析的基础上,以拖车为对象,研究空簧悬挂对车辆垂向振动舒适性和地板振动的影响.对车辆的多体系统仿真结果表明:采用德系空簧时车辆的垂向振动舒适性较使用日系空簧时提高了约10％;而在德系空簧辅以二系垂向减振器的组合悬挂下,车辆的垂向振动舒适性介于使用德系空簧与日系空簧之间.对车辆的刚柔耦合仿真表明:当车辆以不低于300km· h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的高频垂向振动主要为转向架上方的局部模态振动,而且随着速度的降低,其振动能量逐步减小或消失;车体地板中部的振动是以1阶和2阶垂向弯曲模态振动为主的中频振动,并且与二系悬挂形式关系不大;当车辆以低于300km·h-1的速度在直线和7000m半径曲线线路运行时,地板前端的垂向振动主要是低频振动,并且与二系悬挂方式有较强的相关性;增设二系垂向减振器后,虽然可以弥补德系空簧低频性能的不足,但有可能因高频阻抗过大而造成1阶垂向弯曲模态振动的增强.     

轨道车辆用空气弹簧标准修订建议

根据我国轨道车辆情况和运用特点,从试验项点、试验方法和判断准则等方面进行了分析,以满足轨道车辆的运行性能和安全需要为目的,指出了国内轨道车辆空气弹簧标准应具有的原则;通过对比分析国内外轨道车辆用空气弹簧主要标准,包括TB/T2841-2005<铁道车辆空气弹簧>、EN 13597-2003<铁道车辆用橡胶悬挂部件--空...     

基于AMESim的铁道车辆空气弹簧系统建模与仿真

空气弹簧对车辆运行的平稳性、稳定性、安全性具有较大影响,为提高车辆动力学分析的准确性,减小误差,改进空气弹簧的建模方法具有很大的必要性。文章提出一种利用AMESim软件的空气弹簧模型建模方法,该种方法方便、准确,模块化程度高,可使分析结果更加接近实际值,对提高车辆动力学分析的准确性具有一定实际意义;并详细介绍了利用AMESim中的组件模拟空气弹簧本体、差压阀和高度控制阀特性的方法。     

空气弹簧失效对车辆动力学性能的影响

介绍了SYS540H4空气弹簧的特性,通过对车辆正常工况和空气弹簧失效工况建立非线性动力学模型,对车辆动力学性能进行分析,考察了车辆蛇行运动稳定性、动态曲线通过性能及运行平稳性。分析结果表明当空簧失效时,车辆的动力学性能变差,特别是在比较差的线路上要降到很低的速度才能安全运行。     

基于有限元的空气弹簧刚度分析

空气弹簧是现代轨道交通车辆的主要减振元件,能有效改善轨道车辆的动力学性能,提高乘坐的舒适性和车辆的运行稳定性。文章利用非线性有限元软件ABAQUS对空气弹簧的垂向刚度与横向刚度进行模拟分析,通过考虑空气弹簧的非线性性质、结构参数等影响空气弹簧刚度的因数,对基于各影响因数下空气弹簧刚度特性进行比较分析。     

橡胶轮转向架对车辆曲线通过性能的影响

重点分析了橡胶轮转向架车辆的特色技术对车辆曲线通过性能的影响,分析对象包括承重与导向橡胶轮胎、单向止推轴承和空气弹簧,分析内容侧重于承重与导向橡胶轮胎和空气弹簧漏气以及单向止推轴承处于非正常工作状态对曲线通过安全性和轮胎磨耗的影响。     

基于模型预测方法的高速动车组空簧压力低故障预测研究

高速动车组发生空气弹簧压力低故障后,车辆自动限速运行,需要停车检查或车辆入库后根据故障信息来推断故障原因。为了能在故障发生前进行预判,文章提出了基于模型的预测方法。模型以车载无线传输装置记录的历史故障数据和健康管理系统报表数据为故障预测的数据来源,通过分析静态和动态数据确认模型关联参数,从阈值、差值、空簧压力下降速率3个维度搭建预测模型,并通过实车跟踪,成功验证了模型的有效性。     

现代轨道交通车辆的空气弹簧悬挂技术

介绍空气弹簧系统的构成、作用原理和技术发展。根据空气弹簧特性对转向架进行了分类。指出高柔性空气弹簧是无摇枕转向架二系悬挂装置的关键技术，其横向性能对车辆运行的平稳性有决定性的作用，并对蛇行运动稳定性有重要影响。提出了高柔性空气弹簧的改进和研制方向。     

轨道车辆用空气弹簧阻尼特性研究与应用

对轨道车辆用空气弹簧阻尼特性的基础理论和阻尼系数的测试方法进行了探讨,重点讨论了能量等效法及其在空气弹簧系统阻尼测试上的应用。研究表明对于非线性系统,能量等效法是一种行之有效的测试方法。     

地铁车辆空气弹簧通用性能检测台机械结构设计

介绍了新型地铁车辆空气弹簧通用性能检测台的机械结构设计,包括同步链轮传动系统、通用型夹具、压力加载机构、下底座及空气弹簧附加气室等主要部件.对压力加载横梁、下底座和滚珠丝杠三大关键受力部件进行了有限元分析和强度校核.研制的空气弹簧通用性能检测台为检修部门在车辆日常保养和维修过程中对判断空气弹簧系统的性能状态提供了有效的试验手段.