高速动车组柔性转向架蛇行运动频谱分析

为分析高速动车组在不同运行速度下的转向架蛇行运动频谱,推导了自由轮对蛇行运动模型,建立了与纵向、横向速度和摇头角速度相关的3个一阶微分方程;建立了柔性转向架蛇行运动模型,给出了与轮对和构架的横移和摇头自由度相关的9自由度蛇行运动方程;结合车辆悬挂和实测轮轨接触关系等参数,联立自由轮对蛇行运动方程,求解不同轮对初始横移下的构架蛇行波长和频率;以某型动车组一个车轮镟修周期内实测的车轮踏面廓形为例,分析不同车轮镟后里程下的构架蛇行波长及频率的变化规律。分析结果表明：部分测点出现明显的2.9、14.9和33.6Hz振动频率,且这些频率随着车速的增加呈线性增长趋势;33.6 Hz来源于车辆通过CRTS Ⅱ型轨道板时频率;14.9 Hz来源于350 km·h^-1运行时的车轮转动频率;当轮对初始横移为3 mm的等效锥度为0.14时计算的构架蛇行频率为3.0 Hz,与实测构架横向振动频率2.9 Hz接近,从而验证了微分方程的准确性;随着车轮镟后里程的增加,相同轮对横移下的等效锥度不断增大,构架蛇行波长不断减小,蛇行频率也随之增高;车轮镟修后20.6万公里,轮对横移1 mm时蛇行频率最大接近8 Hz。     

铁道车辆转向架构架多轴疲劳强度有限元分析方法

铁道车辆转向架构架在服役过程中承受复杂的多轴疲劳载荷,为构架结构的设计和分析带来困难.本文以某车辆转向架构架为研究对象,为获得构架在复杂多轴载荷作用状态下的应力分布状态,分别建立构架板壳有限元模型和实体有限元模型,并参照UIC 615-4、TB/T 2368-2005和TB/T1335-1996标准,确定计算工况,对该转向架构架强度进行分析计算,并根据ORE B12/RP17提供的钢材Goodman疲劳曲线图,编写后处理程序对构架进行疲劳强度评估.结果表明：两种有限元模型计算分析结果趋于一致;构架结构的应力分布状态呈现面内应力分布占优的状态;采用最大主应力对其进行疲劳强度评估是合理的;两种建模方法获得的构架静强度、疲劳强度评估结果的一致性说明：采用板壳模型代替实体模型对构架进行有限元强度分析是可行合理的,可节省计算资源.     

铁道车辆蛇行稳定性主动控制综述

为了抑制蛇行运动,提高列车临界速度,针对铁道车辆特殊的轮轨自激振动系统综述了蛇行稳定性主动控制的总体结构形式、控制目标、控制算法、测量系统、作动系统、试验验证等关键环节的研究进展;概括了稳定性控制的典型结构形式及其各自的特点;根据不同运用场景,归纳了稳定性主动控制的主要目标,梳理了稳定性控制的主要算法以及优缺点;分析了不同反馈量测量方法的可行性和可靠性,研究了作动器动态特性对控制效果的影响;给出了稳定性控制的试验研究方法,展望了未来蛇行稳定性主动控制在算法设计、失效安全等方面的研究重点。研究结果表明：在蛇行稳定性主动控制研究中,控制方式和算法的选取要同时考虑控制目标的不同;除了高轮轨匹配等效锥度下的二次蛇行稳定性控制之外,控制目标应同时考虑低轮轨匹配等效锥度下的一次蛇行稳定性控制;控制方式应尽量简单、可靠、易于实施,且对测量系统的要求要小;测量系统也应尽量简单可测,以减小随机扰动和噪声对测量结果可靠性的影响;作动器响应时间及其时滞补偿方法共同决定了蛇行稳定性主动控制的实用效能;控制系统失效不能影响列车的运行安全,这是决定主动控制能否推广应用的关键。     

基于抗蛇行减振器失效工况的高速转向架稳定性分析

对于CRH3动车组转向架来讲,车轮踏面选用S1002CN,轮轨接触锥度趋高,因而采用了抗蛇行减振器冗余设计(每架4个).针对后位转向架的一个抗蛇行减振器失效工况.线性稳定性分析表明:由于电机弹性架悬,动车转向架将以后位电机吊架横向振动形式失稳,而拖车转向架则以后位转向架的快速蛇行振荡形式失稳.非线性临界状态和动态行为评...     

铁道车辆转向架的发展

第一台火车样机出现于1804年,它的设计灵感源于当时马车的设计形式一两根车轴。为了使蒸气机车具有更大的牵引力,一般设计成具有多个轮对的车架式结构,这种结构通过曲线很困难。一般前有导向轮;因为,中间的轮对没有轮缘,这种结构通过曲线就更加困难。     

非接触式电磁减震技术在刚性转向架抗蛇行运动中的应用

当列车由直线线路进入曲线时，转向架必定随线路径向发生回转，传统的液压式抗蛇行减震器在一定程度上限制了转向架的这种回转，增加了车轮与钢轨以及道岔之间的磨损；加之液压减震器在应用中容易损坏，使用寿命很短。因此本文对目前铁路运输中所采用的液压式抗蛇行减震器在实际应用中的特性进行了分析，结合铁路运输设备的特点，提出了非接触式电磁减震技术在刚性转向架抗蛇行运动中的应用，通过闭合电磁铁电路的形式解决直、曲线线路转向架回转的问题。     

铁道车辆振动响应特性

为改善车辆的乘坐舒适性,研究了车辆的振动响应特性,建立了车辆系统动力学模型,计算了转向架蛇行运动模态和车体固有振动模态的频域模态参数与车辆在不同速度下的时域平稳性指标。计算结果表明:转向架蛇行运动频率和轨道激扰主频率随着车辆运行速度的增大而增大,而车体的固有振动频率是不随速度而变化的;在某一速度下,转向架的蛇行运动频率和轨道激扰主频率必然与车体相关振动的固有频率接近而发生共振,共振会严重恶化车辆的平稳性,因此,应采取适当措施使共振速度区远离车辆的常用运行速度,以保证车辆运行平稳。     

独立旋转车轮转向架横向动力学研究

建立了独立旋转车轮转向架车辆的动力学计算模型，利用数值模拟方法得出独立旋转车轮转向架和传统轮对转向架动力学响应值，比较了两种转向架的横向动力学性能。由于独立旋转的左右车轮无转动约束，所以纵向蠕滑力很小甚至为零，从而消除了轮对蛇行现象。研究还表明，轮轨磨擦系数对独立旋转车轮的对中性能影响较大。     

构架式转向架货车参数及动力学性能研究

以多刚体系统动力学原理为基础，建立了具有利诺尔减振器的构架式转向架的非线性数学模型，并以罐车为例，研究了转向架关键参数对车辆系统的运动稳定性、曲线通过性能及运行平稳性的影响．计算结果表明：转向架参数的优选和合理匹配极大地影响着车辆的动力学性能．为使车辆系统具有较高的蛇行失稳临界速度，在满足曲线通过性能的条件下，可以适当提高轴箱弹簧刚度和旁承摩擦力矩，并尽量降低旁承的纵向间隙．     

轮对蛇行波长对铁路钢板梁桥横向振动的影响

针对我国铁路货车提速过程中出现的铁路上承钢板梁横向振幅严重超限现象，以轮对随机人工蛇行波为激励，就不同的蛇行波长对铁路钢板梁桥横向振动的影响进行了探讨。结果表明，在同一速度下，桥梁发生的横向振动位移与轮对的蛇行波波长有关，当轮对的蛇形波波长在7～10m范围内并且激振频率（即行车速度与蛇行波长的比值）与桥梁横向有载自振频率接近时．桥梁横向位移达到最大。     

轮对通过曲线轨道的横向稳定研究

利用现代分叉理论对轮对通过曲线轨道的横向振动稳定性进行了分析。本文考虑大蠕滑和较大横向位移,以及轮轨接触的极端情况,建立轮对在通过曲线轨道时的非线性数学模型。通过算例及仿真结果分析得出：当速度大于特定值时,自由轮对通过曲线轨道就会发生轮轨相撞的情况,但此时的振动仍为准周期运动;当速度进一步增大时,横向运动发展为混沌的结论。     

单个轮对通过曲线轨道混沌现象的研究

通过分析传统车辆横向振动建模的不足,提出了建立轮对横向振动的非线性动态模型.给出了应用于单个轮对数字建模的具体实例,并提供了相应算例及仿真结果,分析了系统的准周期解及混沌.     

机车车辆滚动振动试验台标定试验研究

为了对机车车辆滚动振动试验台的性能、试验方法以及线路试验结果与试验台试验结果的比较等方面进行深入研究，通过试验台动力性能试验得到了试验台的一些基本性能参数；由线路试验得到了试验样车的轴箱加速度响应，在试验台上利用波形再现技术，反推出了相应的轨道不平顺信号；并利用信号在试验台上进行了车辆的动力学性能试验，给出了试验结果。     

高速铁路路基压实控制方法分析

通过对高速铁路路基压实控制方法的分析,指明各种控制方法的适用条件和注意事项,提出了新的建议,探讨了路基压实控制的发展方向,为提高我国高速铁路路基的建设质量提供有价值的参考。     

摆式列车动力车转向架方案比较分析

对比分析了二轴与三轴转架、自导向径向与非径向转向架的曲线通过性能、为摆式列车动力车转向架方案比选提供依据,分析表明,二轴传统转向架和三轴自导向径向转向架均能满足列车曲线提速的要求,从结构复杂性和技术成熟度看,摆式列车的动力可优先考虑采用二轴传统转向架,其次为减轻轴重,也可采用三轴径向转向架。     

新型变轨距客车转向架结构及动力学性能

简要介绍了国外现有的变轨距转向架的运用与发展现状，根据我国国情，提出了一种新型的变轨距转向架方案．文中对总体结构进行了简要说明，并利用数值模拟方法对变轨距转向架的动力学性能进行了详细的分析研究．结果表明，变轨距转向架的结构方案是可行的，具有较好的抗蛇行稳定性和平稳性，曲线通过性能有待于进一步完善。     

轨道客车能量分配快速分析方法及应用

为实现方案设计阶段轨道客车吸能系统的快速设计,基于LS-DYNA的碰撞接触分析技术,提出一种应用刚体和非线性弹簧相结合的客车碰撞性能分析方法.该方法根据列车重量、吸能元件的压溃力、可用压溃空间等输入参数,快速分析轨道客车的碰撞能量.采用该方法研究两列6辆编组地铁列车以25 km/h相对速度碰撞的能量分配问题,结果表明该方法对列车吸能系统能量分配高效可行.     

我国重载货车转向架曲线性能对比仿真

为比较我国研制的27 t轴重侧架交叉支撑转向架和副构架径向转向架的低动力作用性能,基于车辆-轨道耦合动力学理论和两种转向架的具体结构,分别建立了车辆-轨道耦合动力学模型,应用车辆与线路最佳匹配设计方法,对两种转向架的曲线通过性能进行了仿真计算,并以轮对摇头角、轮轨横向力和轮轨磨耗功等参数与传统转向架进行了对比分析. 仿真结果表明:在曲线半径小于800 m 线路上,相对传统转向架,两种转向架能有效降低轮轨动力作用,且副构架径向转向架降低轮轨磨耗更具优势;但随曲线半径增大和受线路不平顺影响,径向转向架的径向作用会逐渐弱化;当曲线半径超过1 000 m后,两者的轮轨磨耗基本相当,即利用径向转向架来降低轮轨磨耗的效果不明显.      

灵活检修工艺下地铁车辆架大修作业调度优化方法

架大修作业调度方案是影响架大修作业效率的关键,其制定的重要依据是车辆检修工艺。首先,分析以人工调度为主的车辆架大修工艺的局限,根据车辆架大修作业的项目分解结构、工艺次序关系和执行对象,建立基于灵活检修工艺的车辆架大修作业调度优化模型,实现列车库内检修作业时间最小化;其次,针对模型中存在复杂次序关系约束的特点,设计改进的遗传算法进行求解;最后,通过对多种场景下车辆架大修作业调度优化方案开展案例研究,验证模型与算法的正确性和有效性。案例研究结果表明：采用灵活检修工艺可有效缩短车辆库内检修时间,显著提高架大修的作业效率,较 3 种对比检修工艺,架大修平均作业时间分别下降 22.3%,15.2%,11.1%;双列同步作业时,采用不同修程混合维修模式,可有效降低维修作业瓶颈的影响。     

高速铁路摆式车辆的开发

介绍了摆式车辆的提速原理和种类，以及国外倾摆车辆的实用情况、主要参数比较。