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。     

轮对柔性对车辆动态曲线通过性能的影响研究

为了研究车辆系统中轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能的影响,运用多体系统刚柔耦合动力学理论,通过有限元软件ANSYS将轮对柔性化处理后导入多体动力学软件UM中,建立考虑轮对为柔性的某型高速车辆刚柔耦合动力学模型,研究轮对柔性对高速车辆动态曲线通过的各项安全性能指标及平稳性的影响,对比分析不同工况下轮对刚性与柔性对高速车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明:刚柔耦合动力学模型的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和垂向平稳性指数较多刚体动力学模型均有不同程度的降低,而轮轨接触角、轮对侧滚角位移和横向平稳性指数较多刚体动力学模型有所升高。考虑轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能有一定的影响,柔性轮对较刚性轮对更能真实地反映车辆系统的动力学性能。     

轮对自由横动量对2C_0机车轮缘磨耗的影响

轮对自由横动量的大小关系到机车曲线通过时的轮缘磨耗情况,同时对钢轨的磨损也有很大的影响。文章对机车运用中轮对自由横动量对轮缘磨耗的影响作简要论述,并在建立了两种2C0径向转向架机车模型的基础上,通过在小半径曲线上的仿真计算,分析了轮对自由横动量的变化对机车曲线通过时与轮缘磨耗有关的指标值(主要包括外轮导向力、摇头角以及轮缘磨耗)的影响。得出合理的轮对自由横动量的设置可以延长轮对的使用寿命的结论,为轮对自由横动量的设置提供了一定的理论依据。     

车轮磨耗对高速车辆侧向过岔动力学性能的影响

高速列车在长期运营过程中,车轮将发生随里程增加而不断增大的磨耗,为探究车轮磨耗对车辆侧向通过道岔时的动力学性能的影响,建立高速车辆-道岔耦合动力学模型,在综合考虑不同磨耗程度的车轮对转辙器区钢轨接触几何影响的基础上,研究具有不同磨耗程度车轮的高速车辆侧向通过道岔时对高速车辆动力学性能的影响。研究表明：随着车轮磨耗程度增加,高速车辆侧向过岔时的轮对运动姿态和车辆动力学性能发生较大变化,车轮运营里程达到20万km后,轮轨横向力较标准车轮型面减小了42%,车体横向振动加速度较标准车轮型面减小了16%,脱轨系数较标准车轮型面减小了38%;车轮发生磨耗后,车辆系统的动力学性能、行车安全性和舒适性均有一定程度改善。     

空间耦合振动下车轮谐波磨耗对车辆运行安全的影响

车轮谐波磨耗造成的轮轨间高频接触振动和冲击,是高速列车运行不可忽略的问题,会对列车运行安全性造成重大影响。阐述了车轮谐波磨耗形式,建立了包含柔性钢轨及路基的列车-轨道-路基耦合系统动力学仿真模型。根据实测统计数据中最常见的1阶、6阶和11阶谐波磨耗、波深为0.1 mm和0.3 mm的6种典型谐波磨耗进行了轮轨横向振动加速度分析,并研究了轮重减载率、脱轨系数和轮轨横向力3个安全性指标。依托相应铁路行业标准对研究结果进行对比,结果表明:最大轮轨横向振动加速度在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时达到峰值;最大轮轨横向力在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时接近国标限定值;最大轮重减载率在6阶0.3 mm和11阶0.3 mm时超过安全限值;最大脱轨系数在不同形态谐波磨耗下均在安全限度范围内,不会发生脱轨现象。     

横向磨耗对非圆化车轮车辆动力学性能的影响

为了分析横向磨耗对车轮非圆化状态的车辆动力学性能的影响,对现有的SIMPACK软件进行二次开发,建立车辆系统动力学模型,模型中考虑了在非圆化车轮上施加实测车轮踏面廓形。研究测试结果表明:车辆动力学特性结果的响应规律主要受车轮非圆化状态影响,而车轮踏面横向磨耗主要对结果的均值贡献较大。     

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。     

铰接式转向架动车组车辆动力学性能研究

应用多体动力学软件建立某铰接式转向架动车组动力学模型,根据应用实际工况,对比分析了直线工况、曲线工况、小半径S曲线、通过三角坑等情况下铰接式转向架车辆动力学性能.研究结果表明,铰接式转向架车辆具有良好的曲线通过能力和优秀的线路扭曲适应能力,而且铰接式转向架轮对对应动力学指标与前后端独立转向架相差较小.直线工况下其运行稳...     

列车混编对曲线通过安全性的影响分析

为了突破列车动力学仿真的难题以及研究列车运行安全性,运用基于循环变量的模块化建模方法,对货物列车空重车混编条件下的曲线通过安全性进行了详细仿真分析。研究表明:车辆的曲线通过性能与列车惰行工况下较为接近,且明显好于列车牵引工况下的动力学性能;空车位于空重混编列车的不同位置以及同一列车中不同位置的空车,空车本身及列车的曲线通过安全性均有差异。期望借助新的方法和仿真结论,合理优化列车编组方式,以提高列车的曲线通过安全性。     

磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的研究

建立了磁流体耦合对转向架车辆的动力学计算模型，利用数值模拟方法对比较恶劣的小半径曲线通过工况进行了动态仿真计算，找出了磁流体耦合轮对转向前后轮对的耦合度对曲线通过性通能的影响规律。通过对传统固定轮对转向架、独立车轮转向架、磁流体耦合轮对转向架曲线通过性能的比较，发现耦合轮对可以有效改善转向架的小半径曲线通过性能。     

车轮踏面外形及轮径差对车辆动力学性能的影响

车轮踏面磨耗导致车轮外形改变,使其滚动圆直径产生偏差,对车辆系统的动力学特性影响较大.为了对其影响程度进行表征,依据某动车组车型建立多体系统动力学模型,分析不同磨耗程度下的稳定性、平稳性及安全性指标,研究踏面凹形磨耗对列车运行的影响.动力学仿真分析发现,随着车轮外形和轮径变化的加剧,产生轮轨接触的非对称现象,导致车辆稳定性受到极大影响,平稳性变差.因此,为了保证车辆运行的稳定性及安全性,应设法避免使用外形严重磨耗的车轮.     

地铁轮对复合故障对车辆动力学性能的影响

地铁车辆运行中轮对踏面所产生的异常磨耗故障会影响车辆的动力学性能,严重时可危害行车安全.为分析当轮对同时出现多种故障复合时的车辆动力学性能的变化,利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建车辆动力学分析模型,并对轮对踏面施加多边形化和沟槽两种故障.通过比较不同轮对踏面在轨道不平顺下的平稳性指标和安全性指标变化,从而分析出...     

高速列车车轮型面磨耗预测及参数研究

建立CRH380B型动车组车辆多体动力学模型,通过仿真计算轮轨接触参数,再通过FASTSIM算法结合Archard磨耗模型预测其磨耗量,并与实际车辆磨耗数据进行对比。结果表明,仿真与实际测量的车轮型面磨耗发展情况相似。并对影响车轮磨耗的参数进行数值仿真分析,主要计算在不同轮轨接触磨耗系数和不同钢轨道床扣件垂向及横向刚度变化情况下的车轮型面磨耗变化,结果表明降低摩擦系数可有效降低车轮磨耗,而钢轨道床扣件的刚度对车轮磨耗影响很小。     

车轮多边形对车辆动力学性能影响分析

为了研究车轮多边形对车辆动力学性能的影响,基于多体动力学理论和轮轨滚动接触简化理论,结合CRH2型动车组的动力学参数,建立考虑轮对柔性的刚柔耦合车辆动力学模型。分析车轮多边形阶数和幅值的变化对轮对振动特性、非线性临界速度和轮轨力等车辆动力学性能的影响。结果表明:当多边形激励频率与轮对某阶模态振型的固有频率相近或者相等时,将引发轮对共振,使车辆的动力学性能发生改变;非线性临界速度会随车轮多边形阶数和幅值的增大而降低;脱轨系数随车轮多边形阶数的增加略有增大,随幅值的增大呈线性增大趋势;轮重减载率和轮轨垂向力随阶数的增加波动增大,随幅值的增加显著增大;车轮多边形对运行平稳性的影响甚微,主要是因为一系减振器和二系减振器的减振作用。为保证列车运行安全,根据轮重减载率限值0.6制定出车轮多边形在160～240 km/h速度工况下2～20阶的幅值限值。     

轮径差对地铁车辆轮对磨耗的研究

由于制造误差或轮对磨耗,车辆轮对在运行过程中逐渐产生轮径差。对于在城市轨道线路上运行的地铁车辆,由于运行线路固定,轮对周期性的受到相同外部激励,更易发生轮对磨损。通过建立SIMPACK地铁车辆模型,结合某市地铁线轨道实际情况。选择不同轮径差值的地铁车辆模型在该线路上进行动力学仿真。随着轮径差逐渐增大轮对摇头角、横向位移、磨耗功率、轮对蠕滑力都急剧增加。进一步增大了轮径差,恶化了车辆的动力学性能。     

抗蛇行减振器对磁流变耦合轮对车辆的临界速度与高速曲线通过性能的影响

为使磁流变（Magneto-rheological Fluid，MRF）耦合轮对在工程化、实用化方面有较大的进展，作者建立了31个自由度的车辆系统数学模型，并通过仿真分析发现：车辆在没有安装抗蛇行运动减振器的条件下，当磁流变的屈服应力较小时，虽有较高的临界速度，但轮对横移量较大，易出现2点接触；若屈服应力增大，临界速度急剧下降，到一定值后则降幅变缓。当车辆安装合适的抗蛇行运动减振器后，可大幅度提高车辆的临界速度，在适宜磁流变屈服应力的配合下，车辆以高速和超高速在高速铁路上行驶时，轮对和车体均具有较好的横向动力学性能。因此，合适的抗蛇行运动减振器对磁流变耦合轮对车辆是必须的。     

车轮非对称磨耗对高速车辆过岔动力学性能的影响

针对高速铁路18号道岔,分别采用迹线法、三维非赫兹滚动接触理论、车辆-道岔耦合动力学模型计算分析车轮不对称磨耗对岔区轮轨接触几何关系、轮轨接触力学行为特征、车辆直逆向过岔动力学性能的影响规律。结果表明：当尖轨、基本轨两侧车轮不对称磨耗时,会出现明显的正负锥度突变现象,轮轨法向接触应力增大;当尖轨侧车轮比基本轨侧磨耗严重时,转辙器区会出现较为明显的轮对横移现象,轮轴横向力、脱轨系数及横向Sperling指数、磨耗指数等指标均增幅明显,其中尖轨侧车轮比基本轨侧磨耗严重且为同相磨耗时,结果最为不利。