悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

分析悬挂式单轨车辆的转向架结构及组成,建立相应的SIMPACK动力学仿真模型,总结悬挂式单轨车辆通过曲线时的受力分布和力矩平衡公式。应用控制变量法分别研究曲线通过速度、导向轮轮轨间隙和导向轮径向刚度对车辆曲线通过性能的影响。仿真结果表明,导向轮径向载荷随曲线通过速度和导向轮轮轨间隙的增大而增大,随导向轮径向刚度的增大而减小。其中,导向轮轮轨间隙对构架的横向加速度影响较大,对车体横向加速度影响较小。     

基于ADAMS的悬挂式单轨车辆曲线通过性能分析

在分析日本千叶悬挂式单轨车辆的总体和转向架结构基础之上,通过对其各个零部件结构和连接关系的简化处理,利用ADAMS分析软件建立车辆仿真模型。以导向轮径向力最大值作为车辆曲线通过性能的评价指标,分别在不同车辆速度、不同走行轮侧偏刚度条件下,研究导向轮径向力的动态变化规律及其对车辆曲线通过性能的影响。结果表明,在确保车辆具有良好曲线通过性能的前提下,导向轮径向力分别随着车辆速度、走行轮侧偏刚度的增加而增大。     

走行轮垂向刚度对跨座式单轨车辆曲线通过性能的影响

考虑到跨座式单轨车辆通过曲线时主要靠导向轮来导向,导向轮径向力大小是评价单轨车辆曲线通过性能的一个重要指标。运用多体动力学仿真分析软件ADAMS建立单轨车辆仿真模型。在轨道半径和超高都不变的情况下,车辆以恒定的速度运行,通过改变走行轮垂向刚度的大小来分析导向轮所受径向力情况以及对车辆曲线通过性能的影响。单轨车辆仿真分析研究表明,走行轮垂向刚度的大小对车辆的曲线通过性能有很大影响。     

低速磁浮车辆曲线通过动态响应仿真分析

结合青城山磁浮列车示范线工程,开展低速磁浮车辆动态曲线通过性能研究。建立35个自由度的磁浮车辆空间模型,考虑主动电磁悬浮与导向,仿真分析低速磁浮车辆曲线通过动态响应。计算结果表明,低速磁浮车辆可以60km·h-1速度安全通过半径300m的曲线,以90km·h-1速度平顺通过半径1100m的无超高曲线。低速磁浮车辆小半径曲线通过能力主要受车/轨横向间隙的影响,大半径曲线可不设置超高,但最大通过速度主要受乘坐舒适性的制约。     

导向轮预压力对悬挂式单轨车辆曲线通过性能的影响

文章分析了悬挂式单轨车辆的结构,运用ADAMS动力学分析软件建立了车辆的动力学仿真模型。仿真分析了不同导向轮预压力下车辆的曲线通过性能指标,得出了各项曲线通过性能指标随导向轮预压力的变化趋势,且各项曲线通过性能指标均满足要求。在各项指标满足要求的前提下,选择最适合的导向轮预压力使曲线通过性能最优,提高过曲线时乘坐的舒适性。     

383系轴箱弹簧替换作业方法的改进

383系电动车组是东海铁路公司为提高曲线通过速度及乘车舒适度而精心打造的提速车辆。该型车辆上装备了自导向转向架及可控车体倾摆装置等诸多先进设备,按照检修规范,在全面检查时要全部更换轴箱弹簧。文章介绍了更换383系轴箱弹簧费时费力的现状,以及对相关替换作业实施改进,达到提高作业安全性及压缩作业时间的目标。     

弹性阻尼耦合轮对动力学特性分析

耦合轮对左右车轮间是通过耦合度可变的耦合器连接的,既不完全固结,也不可相对独立旋转,因此其动力学性能也有别于二者。现建立弹性阻尼耦合轮对(EDCW)车辆的动力学模型,系统地分析了其直线稳定性和曲线通过性能。研究发现,选择适当的耦合度时,全部轮对均为EDCW的车辆系统动力学性能居于传统轮对和独立旋转车轮车辆系统之间。在直线上的临界速度小于独立旋转车轮而大于传统轮对,在曲线上的导向性能劣于传统轮对而优于独立旋转车轮,其直线上临界速度的提高是以曲线上导向能力的下降为前提的。研制一种具有主动控制性能的耦合器,使其在高速时具有小耦合度,在低速和通过曲线时具有大耦合度,可以很好地满足当今铁路发展的需求。     

基于遗传算法的跨座式单轨车辆曲线通过性能研究

跨座式单轨车辆曲线行驶时主要依靠导向轮导向,因此,前后转向架导向轮径向力大小是评价单轨车辆曲线通过性能的重要指标。运用遗传算法和动力学分析软件ADAMS进行联合仿真,对跨座式单轨车辆基于曲线的通过性能进行研究。     

跨坐式单轨车辆导向轮受力仿真分析研究

跨坐式单轨车辆的转向架和轨道梁与其他轨道交通系统不同,因而其动力学问题具有自身特点。特别是在车辆的曲线通过性方面,导向轮的受力情况是评价其运行稳定性的主要指标。运用动力学仿真软件Simpack建立了车辆仿真模型,分析得出导向轮在不同速度、不同轨道半径下的受力情况,并拟合出了导向轮的受力公式。     

摆式列车可控径向转向架建模及动力学仿真

建立了摆式车辆系统动力学模型，采用数值仿真方法研究了摆式列车曲线通过时径向转向架的动力学性能。仿真结果表明，摆式列车以高于常规列车30％的速度通过曲线时，采用迫导向径向转向架能有效降低轮轨磨耗和改善动力学性能，主动控制径向转向架能达到与迫导向径向转向架相近的效果，两者的曲线通过性能均比无导向和自导向径向转向架好，且具有较高的非线性临界速度。可控径向转向架能方便地调整径向增益，且在作动器卸荷后具有与自导向径向转向架一样的性能。     

径向转向架地铁车辆动力学性能及车轮损伤研究

为研究地铁车辆的动力学性能,分析了径向机构的导向原理,建立了传统、自导向、迫导向3种地铁车辆动力学模型,并根据车轮滚动接触疲劳损伤模型对车辆通过曲线时的车轮损伤进行计算。计算结果表明:车辆径向机构加强了车辆部件间的连接,优化了车辆稳定性及横向平稳性的指标;迫导向车辆在曲线运行时具有较大优势,且各项评价指标均优于自导向车辆;3种车辆模型运行于相同线路时,迫导向车辆车轮损伤值最小,在曲线半径为300 m时仅为传统地铁车辆车轮损伤的21%,自导向车辆与传统车辆的车轮损伤较大,且随着曲线半径的增大自导向车辆车轮损伤小于传统车辆。地铁车辆安装迫导向机构可以有效地减小轮轨间作用力,减缓车轮损伤。     

降低横向力的辅助导向系统

为了提高铁道车辆的曲线通过性能,开发了采用辅助导向系统的新型径向转向架。该导向系统用来辅助原有轮轴所具有的自导向性,由于它以机械动作为基础进行导向控制,降低了曲线区间的逆导向危险性,是一种可靠性高的系统。经过各种性能认证试验得知,该导向系统不仅能降低曲线区间的横向力,还能抑制通过小半径曲线时产生的噪声,减少车轮磨耗,节省走行所必需的能量。     

跨坐式单轨车辆曲线通过性能评价指标体系研究

在分析以往单轨车辆曲线通过性能相关研究的基础上,对通过曲线时的车辆进行了相应的受力分析,并按照防止脱轨稳定性、防止车辆倾覆稳定性、轮胎磨耗性能、导向性能,对跨坐式单轨车辆曲线通过性能评价指标体系进行了研究。     

摆式车辆和车体倾斜车辆

机车车辆的车体倾摆控制对于提高曲线通过速度,改善乘车舒适度至关重要。着重介绍了日本摆式车辆的开发历史,描述了车体倾摆控制装置的特点以及可控式倾摆、导轨式倾摆、空气弹簧式倾摆的原理。简要介绍了其他国家的摆式车辆。     

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。     

自转向车桥自动旅客输送系统车辆及其动力学性能

自转向车桥是一种新型的轴桥结构,当车辆通过曲线时,自转向车桥的轮胎能够沿着纯滚线的方向转动以减小轮胎的磨耗。设计了一种新型的自转向车桥APM(自动旅客输送)车辆,走行轮胎通过四连杆机构与导向框连接,导向框与车桥能够回转,使得走行轮胎在通过曲线时能够随导向框转动并趋向线路中心线的径向位置。利用Simpack软件建立了自转向车桥APM车辆的动力学模型,走行轮轮胎采用Pacejka模型,导向轮轮胎采用单边间隙力元模拟。仿真分析了自转向车桥APM车辆的曲线通过性能和运行平稳性。仿真结果表明:自转向车桥轮胎APM车辆具有良好的曲线通过性能和适宜的运行平稳性,走行轮的侧偏力随曲线半径增加而显著减小。     

迫导向机构对中低速磁浮车辆曲线通过性能的影响

为研究迫导向机构对中低速磁浮车辆的影响,建立了精细化的四模块、五模块中低速磁浮车辆动力学模型。对比分析了四模块、五模块中低速磁浮车辆通过曲线线路时有、无迫导向机构的动态响应差异,以及迫导向机构在不同未平衡加速度下的作用机制。结果表明,当未平衡加速度较大时,迫导向机构发挥导向作用;反之,迫导向机构发挥抗导向反作用。抗导向时,四模块中低速磁浮车辆迫导向机构转臂受力较大时,可采取中间移动滑台拆分的方式降低受力。在横风等强激扰下,迫导向机构对中低速磁浮车辆曲线通过性能具有积极意义。     

地铁曲线尖轨道岔不可逾越速度动力分析

研究目的:为研究地铁曲线尖轨道岔的不可逾越速度,本文以地铁9号曲线尖轨道岔为例,基于轮轨接触几何算法和车辆-道岔系统耦合动力学仿真计算,在综合考虑车辆侧向过岔时的安全性及平稳性的基础上确定曲线尖轨道岔的不可逾越速度,以期为列车折返能力的提高和城际轨道交通道岔的设计提供技术支持与储备。研究结论:(1)在尖轨顶宽40 mm时标准LM车轮型面与轨道接触点分布已经过渡到尖轨上,而磨耗状态LM车轮型面与钢轨的接触点分布可能在基本轨上或者尖轨上,轮载过渡位置延后;(2)车辆过岔时主要以车体横向加速度为控制指标确定不可逾越速度,因此在地铁车辆运行过程中可对车辆横向加速度进行实时监测,作为车辆运行安全性和平稳性的监测指标;(3)标准LM车轮型面时地铁9号曲线尖轨道岔的不可逾越速度为50 km/h,磨耗状态LM车轮型面时9号曲线尖轨道岔的不可逾越速度为45 km/h;(4)通过提高地铁车辆ATP顶篷速度来提高ATO速度,可缩短发车时间间隔,提高列车运行速度和对运量的储备;(5)通过对地铁曲线尖轨道岔不可逾越速度的分析,可对地铁车辆运行安全性和平稳性进行监测,并针对列车行车间隔加密后可能引起折返能力不足的问题,为道岔提速研发提供理论支持。     

跨座式单轨车辆导向力矩研究

通过理论分析,对曲线行驶状态下跨座式单轨车辆通过性能进行研究,提出了"导向力矩"概念及导向力矩的评价标准。该指标表征了车辆导向性能的优劣,同时通过单因素敏感分析方法,结合ADAMS虚拟仿真技术探索了导向力矩的影响因素;并以车辆设计难度及优化效率为基础,甄别出单轨车辆通过性能的主要影响因素,基于车辆二系悬挂参数,利用改进型遗传算法,对导向力矩目标函数进行了优化,寻求一组单轨车辆的最优参数。     

五模块中低速磁浮车辆动力学研究

文章在对我国自主设计的五模块中低速磁悬浮车辆进行结构分析和运动分析的基础上,利用SIMPACK软件对磁悬浮车辆进行了动力学性能仿真。仿真结果表明:滑台滑块之间的摩擦系数对横向运行平稳性影响较大;通过曲线时,悬浮侧架与轨道间的最小横向间隙随着速度增大而减小。平行四边形导向机构可使空气弹簧处的横向受力较均匀,改善了动态曲线通过性能。