地铁车辆车体振动特性柔性仿真与测试

文章依据刚柔耦合结构动力学理论,阐述了地铁车辆柔性车体和刚性转向架耦合模型的动力学计算以及提取车体某些具体位置振动加速度信号的过程;基于振动信号测试理论,现场测试与仿真计算同工况下的同型地铁车辆相同位置的振动加速度信号.通过将仿真结果与现场测试采集的信号数据进行对比,验证了仿真方法与结果的正确性.最后将现场测试的振动加...     

货车转向架动力学性能悬挂结构设计和参数优化的综合研究

建立了货车转向架曲型悬挂系统的非线性数学模型，包括构架式转向架的轴箱悬挂、三大件式转向架侧架间的交叉支撑连接、车体与转向架之间的旁承连接等主要结构，对具有2E轴转向架车辆的非线性动力学模型进行了验证和性能模拟，比较了不同的旁承结构对运行稳定性和曲线通过性能的影响，提出了适用于货车转向架悬挂参数的优化目标和方法及进一步研究的建议。     

转8A型转向架在弹性轨道结构上的动力学性能研究

基于系统工程和车辆一轨道耦合动力学理论，建立了装用转8A型转向架的货车在弹性轨道结构上的动力学仿真计算模型，并详细地考虑了转向架结构非线性特性。对理论仿真计算结果进行试验验证之后，仿真计算了传统货车在弹性轨道上的运动稳定性及直线运行平稳性。     

考虑车体柔性的货车动力学仿真

应用柔性多体系统动力进行货车动力学仿真研究。以货车Ｃ６２Ａ和罐车Ｇ６０为对象，把转向架和轮对作为刚体，车体作为柔性体，对车体建立有限元模型并进行模态分析，用超单元概念通过界面凝聚功能对柔性车体进行预处理，组成刚－柔耦合的车辆动力学模型并进行动力学仿真计算，通过与刚性系统模型的运算结果进行对比，分析车体的柔性效应对安全性的影响，仿真计算是采用有限元分析软件ＮＡＳＴＲＡＮ（ＭＳＣ）和多体系统动力学软件     

基于虚拟激励法的轨道车辆垂向振动响应分析

针对传统的随机振动分析方法计算复杂、计算量大的问题,提出采用虚拟激励法求解轨道车辆的垂向振动响应,建立某型车辆的垂向动力学模型,求解车辆的垂向振动响应并验证模型的正确性.与传统求解方法的计算结果比较表明,虚拟激励法适合于求解车辆的垂向振动响应,并且计算简单.在频域内对车辆垂向振动响应的分析表明:随着车辆运行速度的提高,车体、前后转向架以及一位轮对的垂向加速度的功率谱密度和振动主频均增大,轮对的垂向振动经一系悬挂传到转向架,再经二系悬挂传到车体,其振动频率f降低,振动幅值迅速减小,传到车体上时振动已变得很弱;f＞5Hz时,车体、前后转向架和一位轮对垂向加速度的功率谱密度均随着一系阻尼器两端橡胶节点刚度与一系弹簧刚度比值的增大而增加,尤其是车体和前后转向架的垂向加速度的功率谱密度变化更为明显,因此降低橡胶节点的刚度有利于提高车辆运行的平稳性.     

一种基于转臂式轴箱悬挂的跨座式单轨车辆单轴转向架

文章介绍了一种新型跨座式单轨车辆单轴转向架,其一系悬挂系统采用转臂轴箱结构,转臂的一端固定在构架上,另一端通过空气弹簧支撑构架;车体与构架连接采用吊杆方式,且采用单拉杆传递纵向力。导向轮和稳定轮通过绕纵向的转轴与构架的端部支撑臂连接,在转轴与支撑臂之间设置橡胶弹簧,弹簧可调节预压缩量。基于以上结构,文章利用多体动力学软件UM建立了动力学模型并进行动力学性能仿真分析,结果说明该新型转向架具有良好的曲线通过性能和运行平稳性。     

弹性部件的等效模型对铁道货车车体振动的影响

运用多体系统分析方法,建立轮轨系统的准弹性接触模型,对摆动式转向架货车的动力学性能进行仿真,运用有限元方法和Hook定律将弹簧托板等效为弹簧、刚体加弹簧以及柔性体,并在动力学彷真中评估这3种情况对货车车体振动响应的影响,找出系统动力学分析中合理等效薄壁部件的方法。通过结果分析,在车辆低速运行阶段,为加快分析速度可将弹簧拖板等效为1个弹簧元件,而在高速运行阶段,需要将弹簧拖板等效为柔性体,以考虑弹簧拖板自身振动对车辆整体性能的影响,使车辆设计趋于合理。     

改进转向架以提高列车在地震时的走行安全性分析

日本铁道综合技术研究所开发了适用于1995年兵库县大地震级别的车辆运行仿真程序VDS，并在大型振动试验台上按新干线实际轨道、转向架和半节车体的条件进行振动试验，以验证仿真计算的合理性。该仿真研究包括铁道车辆作为刚体的运动方程式、弹簧和减振器的定义、轮轨间作用力的模拟、车辆模型和计算条件、列车运行安全性的限界线图等。根据仿真研究的结果，为提高列车在地震时的运行安全性，对转向架设计进行改进的项目有枕簧弹性系数、横向减振器特性、车体异常上升的限制标准、轴箱挡游间和横向止挡游间。     

橡胶件的损伤判定法

连接转向架与车体的单拉杆是将转向架加、减速时的力传递到车体的重要零件。单拉杆橡胶则是控制转向架一车体间的振动传导力使用的零件,要求保持适当的弹性。文章介绍利用冲击激振试验获得的振动特性,计算单位拉杆橡胶弹簧常数的方法,并验证了其合理性。指出冲击激振试验可以判定单拉杆橡胶件是否有大的损伤,它比材料试验更高效、省力,是为检修现场提供有效判断老化的方法。     

基于BP神经网络的转向架斜楔参数优化

斜楔是货车转向架重要的减振元件，基于力学分析推导斜楔参数与斜楔垂向、纵向、横向及抗菱等效作用的解析关系式，根据关系式建立便于优化斜楔参数的斜楔等效模型，在考虑部件柔性的C70E货车刚柔耦合模型中建立斜楔各向等效力元模拟斜楔作用；该斜楔处理方法下货车模型的振动模态特征和临界速度均与实际接近。据此方法，计算266组不同斜楔参数下车体垂向及纵向加速度响应；并利用遗传算法优化的BP神经网络，建立斜楔参数与车体加速度的关系模型。以此为基础，运用遗传算法寻找使车体加速度最小的斜楔参数。通过建立的货车模型，验证与原始参数相比，优化参数下车身垂向和纵向加速度均有所下降，提升了转向架的减振性能；货车的脱轨系数与轮重减载率也有所下降，提升了货车的运行性能，表明该优化方法对斜楔理论设计有一定的指导作用。     

空油罐车在低速紧急制动时脱轨险情的理论分析

本文用列车纵向动力学理论，对货物列车低速紧急制动时尾部空油罐车的纵向冲击规律进行了分析。讨论了冲击速度、缓冲器特性、车体重心对车辆点头振动的影响，得出剧烈的纵向冲击引起大幅度点头振动，导致车体后心盘垂直上移与事转向架下心盘错位是造成尾部空油罐车脱轨的主要原因，并对防止此类事故的发生提出了建议。     

车辆纵向动力学模型与计算机仿真的研究

作者分析丁以往纵向动力学模型失真的原因，并结台敞车冲击试验资料，提出一十用数字仿真的车辆纵向动力学模型。通过计算，认为纵向动力学模型应考虑钩缓装置的质量、缓冲器回程的滞后现象和冲击摩擦系数随冲击速度的增大而降低的事实。文章以车列的互撞为例，得出的结论是仿真与试验结果相吻合。     

重载机车连挂仿真算法及仿真结果的有效性分析

分析了机车连挂仿真的动力学模型和求解方法,对重载机车连挂仿真计算的影响因素进行了深入的讨论,包括重载计算工况、缓冲器特性、车体变形、机车转向架、连挂数量、车钩间隙等因素.并且将连挂仿真计算结果和冲击试验结果进行对比和统计,分析连挂仿真计算结果的有效性.     

车钩间隙对200km/h速度等级客运列车纵向冲动的影响

利用Simpack动力学软件建立了客运列车模型,通过仿真计算分析了车钩间隙对200 km/h速度等级客车纵向冲动的影响.在车钩间隙从0～5 mm变化时,分别计算了没有纵向冲击时车体的纵向振动加速度、主振频率,及有纵向冲击时车体振动加速度和车钩缓冲器行程.计算结果表明:车钩间隙是车体受到纵向冲击后产生较大纵向振动加速度并持续振动的根源,车钩连挂间隙变小不仅可以降低车体的纵向加速度,还可以使纵向振动加速度的收敛性更好.     

转K6转向架直线运行性能研究

借助于SIMPACK动力学分析软件,充分考虑货车的各种非线性因素,建立转K6转向架货车动力学模型,运用此模型分析转K6转向架货车的直线运行性能。结果表明：转K6转向架货车在直线线路上运行时的非线性临界速度为131km/h;车体横向振动加速度随速度提高呈线性增加,垂向振动加速度随速度提高呈非线性增加;在速度不大于80 km/h时,车体的横向和垂向振动加速度均没有超标,车体的横向和垂向平稳性指标值均小于3.5。     

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。     

基于磁流变液阻尼器的高速货车转向架动力学性能研究

分析了现有货车转向架弹性旁承结构的局限性,针对高速货车转向架悬挂系统在运行稳定性和运行安全性两方面的设计难点,提出以可控阻尼的磁流变液阻尼器代替弹性旁承,拟解决高速运行条件下车辆在直线行驶稳定性和曲线通过安全性两方面难以兼顾的问题.通过在Adams/Rail下建立高速货车转向架和车辆动力学模型,仿真对比了安装弹性旁承和磁流变液阻尼器两种抗蛇行连接方式的货车转向架在直线、曲线上的动力学性能.结果验证了磁流变液阻尼器在货车转向架上运用的可行性,以及高速运行条件下其相对于弹性旁承的优越性,是一种理想的可控阻尼装置.     

铁路提速及重载货车转向架交叉支撑技术的研究与应用

阐述了铁路货车三大件转向架交叉支撑技术的作用原理和技术关键,并应用动力学仿真软件研究了车辆的动力学性能与交叉支撑装置特性参数的关系,应用疲劳理论和试验研究手段对交叉支撑装置的可靠性和结构进行了研究改进,完善了提速、重载货车转向架的结构及参数,提高了交叉支撑装置的使用寿命和交叉支撑转向架的可靠性.应用转向架参数测试台对交叉支撑转向架进行了系统的参数测试,并通过线路动力学试验验证了装用交叉支撑转向架的货车可满足我国铁道车辆动力学规范的要求.     

考虑车体弹性的车辆垂向振动特性优化研究

为了提高城市轨道交通车辆垂向振动舒适性,文章以某快速地铁车辆的中间车为研究对象,首先采用有限元分析软件建立弹性车体模型,再采用动力学分析软件建立考虑车体弹性的车辆-轨道刚柔耦合系统动力学模型,并以转向架悬挂参数和设备悬挂参数为优化对象,对车辆垂向振动特性进行优化研究.结果表明,基于优化后的一组悬挂参数,车辆垂向振动特性...     

轨道不平顺激励下铝合金地铁车体振动分析

轻量化地铁车辆多为以型材铆焊成型的铝合金车体结构,必须具有良好的振动特性,以保证旅客的乘坐舒适性。轨道随机不平顺是引起车辆强迫振动的主要原因,有必要分析轨道不平顺激励下铝合金地铁车辆车体的振动响应,为车体优化设计提供理论参考。详细分析了铝合金A型地铁车辆车体结构特点,经过合理简化几何模型,建立了符合车体结构力学特性的白车身有限元模型。以德国高干扰线路作为激励源,运用多体系统动力学分析软件ADMAS/Rail建立了铝合金地铁动车系统动力学分析模型并计算获得车体在转向架支撑处的动载荷。将所求动载荷施加于车体相应位置,在ANSYS软件中进行车体谐响应分析,计算了车体在轨道不平顺激励下的振动响应。结果显示,车体振动最大峰值频率与车体一阶扭转和一阶弯曲模态频率基本一致。