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。     

考虑牵引作用的独立旋转车轮导向转向架的运行性能

提出了一种新型独立旋转车轮导向转向架,数值分析和缩尺模型试验均表明,该转向架在牵引力矩作用下,仍具备自导向能力,能够平稳运行。     

独立车轮转向架在城市轨道车辆中的应用

独立车轮转向架磨耗小、噪声低、重量轻，而且容易实现整车的低地板结构，最近几年已在国外城市轨道车轮上逐步采用。本文从导向机理出发，在简单归纳国外主要独立车轮转向架类型的基础上，重点讨论了用于城市轨道交通的独立车轮转向架的结构特点及发展前景。     

独立旋转车轮导向机理研究

讨论了对导向产生影响的轮轨作用力;比较分析了传统轮对和独立旋转车轮的导向机理.结果表明传统轮对虽存在蛇行运动,但具有较好的导向性能;独立旋转车轮不存在蛇行运动,但其直线上自动对中性能和曲线上的导向性能不如传统轮对.     

公用轴独立旋转车轮转向架偏移研究

通过建立公用轴独立旋转车轮转向架车辆在直线上的横向动力学模型，模拟实际线路，利用新型快速数值积分法进行动态仿真，得出其4条轮对、2个构架和车体的偏移情况。     

独立车轮转向架的导向原理(2)

3 磨损与导向 铁道车辆所需的导向力是由轮轨接触产生的.轮轨相互接触在接触面产生本质上完全不同的两类力,即重力复原力和蠕滑力.这些力是导向所需的力,但也是产生如轮轨磨损这一类不良副作用的根源.因此,我们必须深入研究轮轨相互接触的作用,以采取适当措施,发挥积极的作用,排除或尽量减小不良的副作用.     

独立旋转车轮车轴强度计算

介绍独立放置轮轮轴的优点，及其疲劳强度计算的方法，并与旋转车轴作了对比。     

独立车轮转向架的导向原理（1）

讨论传统轮对的轮舅接触力：分析了轮轨间的磨损与导向；比较了传统轮对和独立车轮转向架的导向原理。     

无公用轴独立旋转车轮转向架直线横向动力学研究

无公用轴独立旋转车轮转向架的车辆不仅左右车轮的旋转自由度独立,而且两轮的横移和摇头也解耦。文章通过建立无公用轴独立旋转车轮转向架车辆在直线上的横向动力学客车模型,模拟实际线路,利用新型数值快速积分法进行动态仿真,得出无公用轴独立旋转车轮转向架车辆的动态响应值,并与具有相同悬挂参数的传统客车进行比较。     

独立旋转车轮动力学性能研究

独立旋转车轮的结构型式与传统轮对相比具有很大的差别，在直线和曲线上的轮轨接触动力学性能也有明显差异。独立旋转车轮理论上不存在纵向蠕滑，具有较高的临界速度和较低的轮轨磨耗，其直线对中性能和曲线导向性能较差。利用计算机仿真，对独立旋转车轮和传统轮对的动力学性能进行了比较分析。     

自调节独立车轮走行部的动力学性能

自调节独立车轮走行部具有依靠重力刚度使车轮回复到径向位置的能力。建立自调节独立车轮走行部的运动方程,并采用踏面斜率的泰勒级数对重力复原力的表达式进行简化。自调节独立车轮轮副的摇头运动类似于单摆,其频率取决于接触点的踏面锥度。为衰减轮副的摇头运动,需设置一附加阻尼,阻尼比要达到0.5。提高自调节独立车轮的复位能力,需要车轮踏面具有较高的锥度,使用接触角踏面反推法设计了适合于自调节车轮走行部的踏面,建立相应的车辆横向动力学简化模型。仿真分析表明,自调节车轮走行部具有理想的通过曲线性能。     

一种基于转速反馈的独立轮对的主动导向控制方法

采用左、右轮转速差作为反馈量,对独立轮对的摇头量进行主动导向控制,并研究控制的效果。研究表明:如果仅使用左、右轮转速差作为反馈量,只能使轮对达到纯滚线位置;但在经过补偿速度和轨道曲率的信息后,能使轮对达到线路中心位置。采用转速差反馈主动导向控制后,系统的稳定性会发生变化,反馈增益的稳定区域随着速度增大而减小,补偿速度和轨道曲率信息不会改变控制增益的稳定区域。仿真分析表明这种主动导向控制方法所需要的功率很小。这种方法的反馈量,即左、右轮对转速差可以通过测量车轮的转速而获得,因而这种主动导向控制方法具有显著的实用价值。     

独立车轮用踏面形状的研制

近年来独立旋转车轮逐渐被人们接受，独立旋转车轮的优点是提供了取消车轴后的空间，而且运行稳定性高。本文报道了独立旋转车轮的动力特性，介绍了独立旋转车轮踏面外形的设计原理，提供了独立旋转车轮和锥形踏面外形车轮的运行试验结果。     

独立旋转单轴转向架结构及其动力学性能分析

介绍了独立旋转单轴转向架的结构,利用三维建模软件SolidWorks建立了独立旋转单轴转向架的三维实体模型,并利用多体动力学软件Simpack对车组的动力学性能进行了预测。结果显示,独立旋转单轴转向架在曲线通过方面具有很大的优势,但是在直线段运行时其运行平稳性比传统转向架差。     

独立轮对柔性耦合径向转向架的导向特点

通过理论分析推导出独立轮对柔性耦合径向转向架最佳耦合刚度的表达公式,该公式表明:独立轮对柔性耦合径向转向架导向能力的好坏关键在于耦合刚度的选取,而耦合刚度的选取只与列车系统的二系悬挂纵向刚度、二系悬挂横向跨距、车辆定距、转向架轴距等内在结构参数有关,与列车运行速度和轨道曲线半径等外界环境参数无关。进一步的仿真分析表明:无论曲线半径、运行速度、未平衡离心加速度和轮对横移量等外界条件怎么变化,独立轮对柔性耦合径向转向架都会在二系悬挂系统和柔性耦合元件的协调作用下自动把前后轮对调整到径向位置,这不仅验证了理论推导公式的正确性,也佐证了独立轮对柔性耦合转向架面对复杂多变的外部环境确实具有很强的自适应径向调节能力。     

独立旋转车轮轮轨蠕滑率研究

通常情况下轮轨之间的接触有两种可能：一点接触或两点接触，而独立旋转车轮应尽量避免两点接触，为此用一种有别于相关文献的独立车辆蠕滑率公式推导方法，导出了独立旋转车轮一点接触蠕滑率计算公式，定义了车轮滚动系数，指出该参数对独立旋转车轮以及蠕滑控制轮对的研究有重要的意义，并分析了轮对运动（横向和摇头）和车轮滚动系数对滚动接触蠕滑率的影响，通过分析得知，车轮踏面外形对蠕滑率影响对运动（横向和摇头）和车轮滚动系数对滚动蠕滑率的影响，通过分析得知：车轮踏面外形对蠕滑率影响十分敏感，应谨慎选择独立旋转车轮的踏面；车轮滚动系数对纵向蠕滑率影响比较明显，对横向蠕滑率和自旋蠕滑率的影响很小，用已经建立的带独立旋转车轮的车辆模型，对目前分析使用较多的两类形式的独立旋转车轮蠕滑率公式通过阶跃响应进行了比较，结果表明两者之间的差异很小，对动力性能的计算都能达到工程要求。