独立旋转车轮转向架曲线通过性能研究

独立旋转车轮能够消除轮轨间的纵向蠕滑，理论上不存在蛇行运动，故在直线上可以获得较高的临界,基曲线上可使因纵向蠕滑而产生的轮轨噪音消失。与传统轮对相比，独立旋转车轮缺乏由纵向蠕滑力而产生的导向力矩，故在曲线上无自导向功能，基本上只能靠轮缘导向。曲线通过性能是车辆动力学研究领域中的重要课题之一。车辆由直线进入曲线，特别是通过缓和曲线时，由于受到线路的各种激扰，轮轨间将产生复杂的作用力，对车辆的曲线通过性能产生极大的影响。本文建立独立旋转车轮转向架车辆的动力学计算模型，模拟实际线路，利用数值模拟方法对车辆通过曲线的全过程进行动态仿真计算，得出独立旋转车轮转向架和传统轮对转向架曲线通过的动力学响应值。通过对两种转向架曲线通过时的轮轨横向力，脱轨稳定性及轮轨磨耗等动力学性能进行分析比较，提出了独立旋转车轮转向架曲线通过时所存在的问题。     

轨道车辆独立车轮的动力学分析

建立了轨道车辆独立车轮轮组的动力学方程，并通过对一列既包括传统轮对，又 包括独立车轮轮组的轻轨车辆的线性稳定性分析和动态曲线通过计算，对独立车轮轮组与传统轮对的动力学特点进行了比较。计算表明，独立车轮是解决小半径曲线通过问题有效措施，它的稳定性可通过采用等效锥度较大的磨耗型踏面来保证。     

弹性车轮动力学复合模型及其性能研究

为深入研究轻轨车辆弹性车轮的动力学作用,基于压剪复合型弹性车轮的结构,在弹性车轮动力学传统模型的基础上,综合考虑弹性车轮轮芯相对于轮毂的6个自由度,建立弹性车轮动力学复合模型。利用多体动力学软件SIMPACK进行仿真计算,对比分析传统模型和复合模型下弹性车轮车辆以及刚性车轮车辆的临界速度、平稳性、曲线通过性能和轮轨磨耗等指标。结果表明:由于传统模型未考虑车轮与车轴之间的偏转刚度和轮对两车轮之间的扭转刚度,因此计算误差较大;采用复合模型得到的弹性车轮车辆的临界速度、运行平稳性指标,以及通过小半径曲线时的轮轨横向力、轮轴横向力、脱轨系数、轮重减载率等较刚性车轮车辆都有不同程度的降低;弹性车轮车辆的轮轨磨耗情况在直线通过时与刚性车轮车辆的相似,而曲线通过时相比刚性车轮车辆降低了约5.3%。     

可倾车体式客车方案初探及动力学性能分析

探讨发展可倾车辆对缓解我国铁路客运紧张局面的可行性，针对我国铁路实际提出了研制可倾车体式客车一种具体方案。对带主动控制的可倾车式车辆建立了２１个自由度的数学模型，通过动态曲线通过的动力学仿真计算，得出了可倾车辆在保证必要的旅客舒适度及行车安全的前提下，可提高３０－５０％的车辆曲线限速的结论。     

高速磁浮车辆悬浮架动力学模型研究

针对TR08高速磁浮车辆运行中铝合金悬浮架弹性变形较大的问题,采用ANSYS建立了悬浮架有限元模型,并进行结构模态分析;为了提高悬浮架动力学数值计算效率,依据等效变形原则建立刚性悬浮架模型,计算等效弹簧参数.基于弹性和刚性悬浮架建立磁浮车辆整车动力学模型,对比分析了曲线通过时2种悬浮架模型动力学响应.计算结果表明:车辆以速度100,250和430 km/h通过半径为2 260m的曲线时,2种悬浮架模型铰点垂向位移计算值之差不超过0.5mm,悬浮间隙计算相对误差小于2%,悬浮架扭转角响应曲线基本重合,表明建立的等效刚性悬浮架模型是合理的;应用于整车动力学性能仿真时具有足够的计算精度,其计算效率远高于采用弹性模型时的计算效率,但弹性悬浮架模型能更准确、全面地模拟其弹性变形和振动响应.     

连挂车辆几何曲线通过计算

采用车辆动态包络线计算方法,得到车体在转向架中心销位置的横向和垂向偏移量。采用几何计算结合绘图法,得到车辆通过不同曲线时的姿态。以前后两车间车钩长度为变量,迭代得到设定的车钩长度,从而确定并绘制出前后连挂车辆的姿态。得到车钩摆臂角、风挡折角等参数,通过作图法可以得到车间连接件的姿态以及车间距离。分析了车辆连挂状态通过圆曲线、S型曲线等工况下,车辆处于曲线不同纵向位置时,最大车钩摆臂角及极限车间距。从分析结果可见,在相同的曲线半径下,车辆连挂通过圆曲线时达到车间极限距离;通过S型曲线时达到车钩最大摆臂角。车辆在曲线上的纵向位置对车间连接姿态影响很大。     

地铁列车高速行驶时梯形轨枕轨道动力性能分析

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立地铁车辆-梯形轨枕轨道动力学模型,计算分析了地铁列车以140,160,220 km/h通过直线和曲线地段梯形轨枕轨道时的轮轨动力作用及安全性指标、车辆动力性能及平稳性指标、轨道结构动力特性,并研究了不同速度条件下列车通过小半径曲线地段时欠超高对车辆和梯形轨枕轨道结构动力性能的影响.结果...     

摆式客车自适应控制设计与仿真研究

以Ｘ２０００摆式客车为研究对象，用绝对坐标多体动力学方法，建立了半车平面模型动态曲线通过的动力学方程。设计了ＰＤ反馈控制器和自适应控制器，为验证控制的效果和计算轮热力等动力学指标。对包括车体、转向架，一、二系悬挂、倾摆机构、轮轨非线性约束和虚拟车体主动约束的空间模型动态曲线通过进行了仿真计算。仿真结果表明：ＰＤ反馈控制和自收玻由于曲线探测信号滞后或随机干扰产生的轨变偏离，但当控制器设计参数与实际参     

高速列车曲线通过迭代学习半主动控制研究

高速列车通过曲线时,车辆动力学性能恶化。为改善高速列车通过不同曲线的动力学性能,研究了抗蛇形减振器半主动控制对高速列车曲线通过时动力学性能的影响。根据列车运行具有重复性等特点,结合大数据,设计了PD型迭代学习控制算法,并进行控制算法和多体动力学软件的半主动控制仿真,将结果与无控制的仿真结果进行对比。结果显示:经过10次迭代控制后,列车过曲线时的平稳性指标、脱轨系数、轮重减载率、轮轨横向力指标都有所改善。     

高速车辆拖动式独立车轮轮对的研究

独立车轮转向架在高速车辆中有良好的发展前景，但由于缺乏直线复位和曲线转向能力，长期没有得到普及和推广。本文通过理论分析和动力学计算表明，采取适当措施使独立车轮轮对以施动的形式前进，可以解决独立车轮的导向问题。拖动式独立车轮轮对在直线上复位可靠，在曲线上借助径向调节装置能够近似地处于轨道的径向位置，与传统轮对比较，春横向动力学性能大为改善。     

城轨车辆单轴转向架液压径向机构的研究

文章对运用于城轨车辆单轴转向架的一种液压径向机构进行了研究。通过分析转向架的径向增益,得到径向增益与控制油缸和径向油缸活塞面积之比的关系。进一步建立了液压径向机构的AMESim模型,结合车辆SIMPACK动力学模型,建立了一个基于SIMULINK仿真平台的联合仿真模型。仿真结果表明,该液压径向机构在车辆通过曲线时能够较好控制车辆转向架处于径向位置,各轮对的冲角都处于一个较小的状态。     

铁道车辆动力学与控制问题的研究

采用传统悬挂方式的铁道车辆，为同时满足运行稳定性与曲线通过性能要求，在结构设计和悬挂参数的选择时，不得不进行折衷，随着铁道车辆向高速发展，要全面改善车辆的动力学性能，传统悬挂方式的潜力已接近极限，需要采用主动悬挂，本文论述了主动悬挂在铁道车辆中的应用现状，研究方法和存在的问题，并介绍了一研究领域的最新发展方向，即多体动力学与控制理论相结合的，面向系统分析与设计并行的软件思想。     

铁路客车动力学软件的研究与应用

较为系统地阐述了采用英国ＶＡＭＰＩＲＥ动力学软件进行客车运力分析的一般方法及原则，对车辆系统模态，线性和非线性平生，蛇行运行稳定性分析、曲线通过能力的计算等动力学问题进行了详细的论述，并给出了利用该软件建立客车动力学数学模型的技巧。     

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。     

弹性车轮车辆临界速度及曲线通过性能分析

建立了弹性轮对车辆—轨道耦合系统动力学模型,对弹性轮对车辆—轨道耦合系统的临界速度及曲线通过性能进行了动力学仿真,并与刚性轮对车辆的计算结果进行了比较和分析。根据GB/T 5599—1985《铁道车辆动力学性能评定及试验规范》进行评价,结果表明,弹性车轮的临界速度及曲线通过性能均满足要求。     

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。     

车辆在弹性轨道结构上的横向稳定性分析

运用车辆－轨道耦合动力学理论，研究了车辆在弹性轨道上的非线性运动稳定性问题。考虑轨道结构振动的影响，计算得出了车辆的实际临界速度，并与采用传统的车辆动力学方法计算得到的临界速度进行了比较。同时探讨了销售网钢轨扣件横向刚度和阻尼对车辆横向稳定性的影响。     

带差速机构的跨坐式单轨车辆性能研究

借鉴轨道交通车辆差速控制技术,在跨坐式单轨车辆走行系统上增设差速机构,可使左、右走行轮以不同转速通过曲线,从而达到改善车辆动力学性能、降低走行轮磨损的目的。建立了带差速机构的跨坐式单轨车辆耦合动力学模型。与常规单轨车辆相比,带差速机构跨坐式单轨车辆在曲线工况下走行轮的纵向力、回正力矩降幅明显,车辆动力学性能更优,车辆走行轮磨损也得到有效控制。     

基于ANSYS与SIMPACK联合仿真的柔性轮对动力学仿真分析

介绍了有限元软件ANSYS与多体动力学软件SIMPACK联合仿真的方法,利用ANSYS分析得到的结构和模态等信息将轮对进行弹性化处理,而仍将车体、构架等部件作为刚体;在SIMPACK软件中建立了完整的刚柔耦合车辆系统动力学模型,比较分析了柔性轮对和刚性轮对车辆动力学的影响。研究表明:在直线运行速度不高时,轮对为柔性对车体动力学性能基本没有影响,在车辆高速运行时,考虑轮对的柔性是非常有必要的;在通过曲线时,柔性轮对模型的曲线通过性能略优于刚性轮对模型,更加符合实际情况。     

常导吸引式低速磁悬浮车辆动态曲线通过性能研究

通过对磁悬浮车辆基本结构的分析，建立了低速常导磁吸式（EMS）磁悬浮车辆动态通过曲线的动力学模型，编制了磁悬浮车辆系统动力学仿真程序，并对青城山磁悬浮试验车辆的动态曲线通过性能进行了系统仿真。