基于模态连续追踪的铁道车辆车体低频横向晃动现象研究

基于Lagrange三次样条插值原理,给出不同速度下车辆系统模态频率的连续追踪方法,并对不同速度下轮对、转向架、整车系统模态进行分析及变化规律的研究,根据模态阻尼异常变化前后相应模态的耦合振动特征,探讨铁道车辆车体低频横向晃动时的阻尼跳变现象及机理,提出基于振型相似度的车体低频横向晃动判定指标。结果表明,本文提出的模态追踪方法能够稳定、准确追踪车辆系统各阶模态;轮对模态频率接近车体模态频率是出现车体低频横向晃动的必要非充分条件,轮对模态与车体模态间的振型切换是车体低频横向晃动的本质原因;将振型相似度作为车体低频横向晃动的判定指标是合理、有效的。     

动车组车辆低频横向晃动分析及改进措施

针对动车组运行中出现的车辆低频横向晃动问题,通过建立车辆动力学模型,对车辆横向晃动进行仿真分析。分析结果显示,轮轨关系是影响车辆低频横向晃动的关键影响因素。基于晃动机理分析,从车轮经济性镟修、钢轨打磨、摩擦系数等3方面对车辆出现的实际问题进行分析和总结,并提出改进措施及建议,以期有助于提升动车组的运行舒适性。     

高速车辆车体低频横向晃动的影响因素研究

针对部分型号CRH高速动车组在线路上运行时出现车体低频横向晃动而严重恶化旅客乘坐舒适度的问题,为了找出抑制车体低频横向晃动的有效措施,首先建立了车辆系统多刚体动力学模型,基于时域仿真分析获得了车体低频横向晃动的主要影响因素,最后采用根轨迹分析技术研究了其主要影响参数对车体低频横向晃动的影响规律。研究结果表明,选取适当的悬挂参数、轮轨参数以及车体质量参数可以避免车体低频横向晃动的产生。     

基于车体低频横向晃动分析的60N钢轨打磨限值研究

为解决国内部分服役动车组在运营过程中产生车体低频横向晃动问题(以下简称“晃车”),提高车体平稳性和旅客乘坐的舒适性,基于对部分晃车区段(打磨目标为60N钢轨的高速铁路干线)开展跟踪调研与测试的基础上,对比工务系统打磨后左右轨对称情况下,不同偏差值的钢轨廓形对应车体低频横向晃动的差异;并结合动力学仿真软件研究不同偏差值的钢轨廓形对于晃车现象的影响,找出打磨目标为60N钢轨的合理打磨限值并提出相应的打磨措施与建议。结果表明：晃车区段左右股钢轨工作边相较于打磨目标廓形60N钢轨存在过打磨导致等效锥度过小,是造成动车组晃车的重要原因;以车体横向振动加速度、车体横向晃动主频和轮轨匹配等效锥度等值为主要依据,提出60N钢轨在横坐标15 mm处的负偏差为0.1 mm时,会出现晃车现象,建议工务系统以60N钢轨为目标廓形时,按照正偏差打磨,打磨值宜按+0.1 mm控制。     

基于SYSNOISE软件的地铁车辆车内声场模态分析

以A型地铁车辆为研究对象,利用SYSNOISE软件计算了车内声场的声学模态。结果表明,车内声场的各阶模态形状基本上呈前后、左右和上下方向对称分布,车内声场共鸣频率和模态形状主要由其几何形状决定。     

地铁车辆齿轮箱模态测试与分析

在齿轮箱运行过程中,箱体承受着较大的载荷,因而箱体的动态特性对齿轮箱产生重要影响。本文通过识别某齿轮箱箱体的振动模态,并结合模态测试结果,综合分析后为箱体结构优化设计提供借鉴及依据。     

2B_0机车车体低频横向晃动现象研究

为解决某2B_0机车车体出现的低频横向晃动问题,分析等效锥度对低频横向晃动的影响,采用根轨迹法分析该车辆系统的振动特性,明确低频晃动产生的原因,最终提出整改措施。分析结果表明,较小等效锥度下转向架蛇行运动模态与车体固有的摇头、侧滚模态之间显著的耦合共振是低频晃动产生的主要原因,从减小抗蛇行减振器安装角度、减小轴箱纵向刚度和减小电机减振器阻尼等三个方面对机车进行综合整改,可以有效抑制转向架蛇行模态与车体固有横移模态之间的耦合共振,增加一次蛇行稳定性。非线性动力学计算及现场整改试验的结果均表明,机车在采用整改措施后基本消除了低频晃动,验证了分析的正确性。     

钢轨廓形对动车组车体低频横向晃动影响研究

研究目的:国内部分高速动车组在服役过程中出现不同程度的车体低频横向晃动(以下简称晃车)问题,影响旅客乘坐舒适性。本文通过调研出现动车组晃车的线路,结合动力学仿真,从钢轨廓形这一方面对高速动车组晃车现象成因进行分析,并提出针对性的打磨措施。研究结论:(1)部分地段左右股钢轨工作边侧廓形与设计廓形60D相比负偏差量过大导致轮轨等效锥度过小,或左右股钢轨廓形不对称度过大导致轮轨等效锥度过小及左右轮径差变大,是造成动车组晃车的重要原因;(2)钢轨打磨可有效治理高速动车组低频横向晃动,车轮镟修对其改善效果有限;(3)车轮凹磨可增大轮轨等效锥度,可一定程度上抑制晃车的产生;(4)对晃车现象应早发现早治理,治理时应详细调查晃车区段的钢轨廓形,制定针对性的打磨方案并采用合理的打磨方式;(5)本研究成果可为铁路工务部门治理高速动车组晃车提供理论依据。     

地铁车辆门扇变形仿真与模态分析

乘客上下车时,拥挤的人群对地铁列车车门门扇的挤压易导致门扇的弯曲变形,甚至引起列车车门的机械零部件损坏。以某型号地铁车辆塞拉门为研究对象,建立门扇有限元分析模型,模拟施加拥挤人群对门扇的挤压力和冲击力,对门扇进行变形仿真分析与模态分析,找出了门扇变形严重区域与共振频率,为门扇的优化设计和避免车辆与门扇的共振提供了理论依据。     

地铁车辆转向架构架模态试验和仿真分析

对某B型地铁进行了构架线路振动试验,利用PolyMAX方法识别转向架构架在运用过程中的工作模态。基于有限元软件ANSYS建立了B型地铁动车转向架构架有限元模型,利用Block Lanczos法对构架有限元模型进行模态分析。对比仿真结果与试验结果,发现自由模态计算结果与试验结果存在较大差异;对构架有限元模型施加不同边界条件,发现考虑构架一系和二系悬挂、齿轮箱、电机悬挂约束后计算得到模态振型和模态频率与试验结果较为接近,误差小于5%。建议进行构架模态有限元分析时充分考虑边界条件的约束。     

B2型地铁车辆铝合金车体模态分析

随着对地铁列车舒适性、平稳性要求的提高,有必要运用模态分析技术了解其结构动力特性,为车体结构的合理设计提供依据。B2型地铁车鼓形铝合金车体由大型中空挤压型材焊接而成。分三种工况采用有限元软件计算了车体在某一频域内各阶模态振型及其频率。结果表明,该车体满足动态设计要求,但应加强车顶与侧墙、侧墙与地板的连接强度,保证该部位焊接质量,以提高其疲劳寿命。     

基于系统模态匹配策略的地铁车辆车体减振设计

提出基于动态性能分析的地铁车辆系统模态匹配策略:在整车设计过程中,除了要制定模态频率规划表确定定性目标外,还应制定振动技术指标进行定量规范和约束。给出了模态设计流程。针对某型地铁车辆侧窗玻璃和车顶振动异常问题,运用该模态匹配设计策略,定性定量地分析了产生剧烈振动的原因,并对原有车型中的问题部位进行结构优化。仿真分析表明,优化后车体减振效果显著。     

地铁车辆转向架天线梁模态与疲劳寿命分析

国内某地铁车辆转向架的ATP天线梁频繁出现断裂,为探寻天线梁断裂的原因,对其进行现场试验分析。依据实测的天线梁约束模态及有限元软件计算的整备状态下模态结果,分析天线梁实测动应力频谱的主频及振型,并利用IIW-1823《焊接接头与部件的疲劳设计标准》计算天线梁上测点的等效应力范围和疲劳寿命。结果表明,天线梁的1阶垂弯、1阶横弯及与构架八字变形的耦合振型(75 Hz)均对天线梁的疲劳寿命造成较大的影响;在随机振动疲劳分析下,天线梁上大部分测点的等效应力都已经超过焊缝的疲劳极限80 MPa,尤其是位于天线梁横梁中部支座上的T4测点,等效应力为214.4 MPa,已经极大地超过焊缝的疲劳极限,而且疲劳寿命也远远达不到设计要求。     

基于模态贡献量分析方法的地铁车辆结构降噪优化研究

地铁列车的运行过程中伴随着不同程度的车体板件振动,由此而引起的车体板件辐射噪声是地铁列车车内噪声的重要来源之一。应用模态贡献量分析方法,研究了车体板件的振动对车内场点声压级的影响特性,并通过修改局部板件等效厚度的方式改善车内声场。将地板等效厚度减少2 mm后,场点43 Hz、82 Hz频率处的线性声压级均降低了6 dB以上。通过模态贡献量分析找出对车内噪声贡献较大的模态,并结合其模态振型以及板件节点贡献量分析进行针对性结构优化,这种方法可以起到改善车内场点处声学响应的效果。     

深圳地铁1号线增购车辆中央立柱扶手晃动分析与改进

在深圳地铁1号线增购车辆首列车试制过程中,中央立柱扶手出现晃动。文章通过对扶手固定点的受力分析,介绍了对该项目松动扶手的改进措施。     

高速动车组低频周期性晃动问题分析与诊断

高速动车组同一车厢的两个转向架同相蛇行运动频率与车体固有上心滚摆频率接近时,车体因共振而出现低频周期性晃动,不仅影响乘坐舒适性,还会造成脱轨.本文根据低频周期性晃车成因,提出一种以车体横向加速度为研究对象的诊断方法.首先设置车体横向加速度阈值,对超阈值处延拓获得可能存在问题区段,然后利用集合经验模态分解法对这些区段车体...     

某型地铁车辆驱动齿轮箱横向摆动异常分析及改进

某型地铁车辆在运行过程中,个别动力轮对的驱动齿轮箱出现了横向摆动量较大的现象.文章针对该现象,分析驱动齿轮箱结构及轴承游隙调整工艺,结合驱动齿轮箱解体情况查找故障原因,并从工艺装备及质量管控等方面进行了针对性的改进.     

地铁车辆载客量分析

文章介绍了影响地铁车辆载客量的因素,并对载客量计算方法进行了详细说明,同时对某些影响载客量的特殊因素进行了分析。     

基于弹性构架的地铁车辆动力学分析

为避免车辆弹性动力学分析中自由度数多、求解方程慢的问题,运用Guyan矩阵缩减理论选出模型中能描述动力学行为的部分。运用Ritz模态向量叠加理论考虑构架的弹性变形对地铁车辆动力学行为的影响。用车辆系统的位形坐标与构架的模态坐标建立刚—柔混合多体系统动力学模型,使自由度得到缩减。从而较快得到地铁车辆具有构架弹性振动的动力学响应,其结果与刚体动力学模型相比有明显差别。