基于动力学理论的轨道车辆设备安装弹性元件参数设计及应用

基于动力学理论分析技术研究设备安装悬挂元件参数,减弱设备的振动及传递,提高车辆运行平稳性和舒适性.以采用弹性设备吊挂方式的高速动车组作为研究对象,首先应用隔振理论和动力吸振器理论,初步设计橡胶减振器的垂向刚度参数,结合车体结构振动品质给出车下橡胶减振器的优选刚度;将车体视为柔性、橡胶减振器采用优选的刚度参数进行整车刚-柔耦合动力学分析,结果表明:优选参数后的车辆运行平稳性满足标准要求;对车下设备弹性吊挂车体整备模态分析,结果表明:与刚性吊挂相比,采用设计后的弹性吊挂可使车体一阶垂弯频率提高26%,验证后安装弹性元件参数为产品设计提供理论参考.     

高速列车整备车体谐振分析

针对高速列车车体与设备和悬挂之间的谐振问题,利用ANSYS对某高速列车整备车体及其车下吊挂设备进行仿真分析,结合该车体在线路试验中测得的悬挂系统的振动加速度,以此来识别车体和悬挂系统的模态参数,进而判断车体和车下设备及悬挂之间是否有谐振产生.针对该车车体仿真计算结果,为了提高车体整备状态一阶垂弯频率,质量较大的车下设备...     

高速动车组车下吊装联接参数对车体模态的影响

以试验数据为依据,调整了高速动车组车体的有限元模型,研究了车下吊装设备与车体连接橡胶刚度、车下吊装连接点数量、车下吊装结构建模方式对车体一阶垂弯振动模态的影响.研究结果显示,车体一阶垂弯振动模态随车下吊装设备与车体连接橡胶刚度的增大而有较大幅度增大,而吊装连接点数量和吊装结构建模方式对一阶垂弯振动模态影响较小.     

动车组车下吊装设备用橡胶减振器的研制

根据吸振器原理和隔振原理,结合动车组的相关参数计算出车下设备(变压器)的总刚度要求;建立车下设备吊装框架有限元模型,计算出各吊点吊装载荷,并按载荷比例将总刚度分配到各吊点;利用有限元手段对车下设备用橡胶减振器进行仿真,并结合橡胶件研发经验设计研制出橡胶减振器.试验证明,研发的减振器在吊装刚度,强度和动态减振方面均符合设计要求.     

车下弹性吊挂设备悬挂刚度选取方法

以车体低阶弹性振动、刚体振动和设备有源振动为输入, 提出了一种能够快速、简便确定弹性设备悬挂刚度的方法;在充分考虑吊挂设备各个方向上可能出现耦合振动、设备安装间隙、允许最大振动位移等因素的前提下, 推导了任意悬挂方式吊挂设备的刚体振动频率计算公式;给出了车下弹性吊挂设备悬挂刚度的选取方法与分析流程;以某动车组为例, 建立了车体与动力包的耦合振动分析模型, 计算得到了动力包的点头、摇头、浮沉、侧滚等刚体振动频率和三向悬挂刚度的取值范围, 并对比了动力包悬挂刚度理论计算结果与有限元结果。研究结果表明:在已知车体或吊挂设备基本参数的前提下, 采用提出的方法无需通过复杂的动力学建模分析即可计算出其点头、摇头、浮沉、侧滚等刚体振动频率, 与有限元计算结果相比, 刚体振动频率的最大相对误差为6.88%;计算所得动力包刚体振动频率与车体对应振动频率的比值均有效避开了耦合区间[0.750, 1.414], 因此, 采用提出的方法可快速、准确地确定吊挂设备的刚度范围, 从而避免设备与车体之间的共振。      

城际列车车下变压器弹性吊挂刚度设计

对某城际列车车下变压器弹性吊挂的刚度(吊挂刚度)进行设计,在设计过程中,先根据隔振理论确定车下吊挂变压器系统的固有频率(吊挂频率)范围,再依据吊挂频率范围,确定吊挂刚度设计范围,将不同吊挂刚度依次建入模型,对比分析变压器激励下车体地板的频率响应特性及空气弹簧激励下车辆的运行舒适度,依据对比分析结果,确定吊挂系统的最优吊挂频率为5 Hz,采用该弹性吊挂的车辆与采用刚性吊挂方式的车辆相比,车体地板垂向振动加速度大幅衰减,并且车辆运行舒适度也明显提高,这表明所采用的设计方法正确。     

不锈钢客车车下设备舱设计探讨

车下设备舱不仅仅可遮挡车下设备,美化车体外观,随着列车速度的不断提高,车下设备舱在保护车下设备及改善空气动力学性能方面起到了更大的作用。     

车下设备对车体振动的影响

为了考虑车体的弹性振动,将车体等效成欧拉伯努利梁,建立了车体与设备垂向耦合振动模型,研究了车下设备刚性悬挂与弹性悬挂对车体振动幅频特性的影响。基于模态叠加法原理建立了考虑车体弹性振动和车下设备的高速动车组三维刚柔耦合动力学模型,分析了车下设备悬挂方式、重心偏载与弹性悬挂参数对车体振动响应的影响规律。采用欧拉伯努利梁模型的数值分析结果表明：基于动力吸振器原理,当车下设备采用合理的弹性悬挂参数时能够有效抑制车体的弹性振动,并提高车体的垂向弯曲频率。采用三维刚柔耦合动力学模型仿真结果表明：车辆运行速度越高弹性悬挂的优点越明显,车下设备横向偏载主要影响车体的横向振动特性,纵向偏载主要影响车体的垂向振动特性;当车下设备的悬挂频率接近车体的垂向弯曲频率时能够降低车体的整体振动水平,当车下设备的悬挂频率低于车体的垂向弯曲频率时,提高车下设备弹性悬挂系统的阻尼能够在一定程度上抑制车体的弹性振动。     

高速综合检测列车车体与车下设备耦合振动分析

针对时速400km高速检测列车,建立了刚柔耦合的车辆非线性系统动力学模型,探讨了车下弹性悬挂系统的振动特性．通过仿真和理论分析,研究了检测列车整备状态车体结构模态参数与车下悬挂设备模态参数间的匹配关系,给出整备状态车体与车下有源设备最佳模态参数匹配原则,确定了车体与车下设备悬挂件最佳匹配参数．研究结果表明：该方法可以根据车下悬挂系统的动态响应,有效确定时速400km高速检测列车的最佳车下悬挂方案．     

高速列车电机吊挂弹簧疲劳强度有限元分析

以高速列车电机吊挂弹簧为研究对象,为了准确分析弹簧的应力状态及疲劳强度,通过建立电机吊挂弹簧的有限元模型,针对吊挂弹簧的结构特点和受力特性,在弹簧内圈各部件之间建立多层接触对,并采用Mooney-Rivilin单元模拟橡胶的变形,对吊挂弹簧进行强度分析,并基于材料Goodman疲劳曲线图,编写后处理程序对弹簧疲劳强度进行评定.结果表明：该电机吊挂弹簧满足静强度和疲劳强度要求,文中接触对建立和橡胶单元类型及材料参数选择是正确可行的.     

高阻尼橡胶支座对连续梁桥抗震性能的影响

抗震设计是连续梁桥设计的重要环节,在介绍高阻尼橡胶支座的基础上,研究其对连续梁桥抗震性能的影响。研究发现:高阻尼橡胶支座可以改变连续梁桥的动力特性,可以大幅减小连续梁桥的内力和位移响应,是一种有效的减隔震装置。     

骨架密实型低噪声路面的声振特性

为探讨骨架密实型低噪声路面的降噪机理,分别采用驻波管装置测试了SDQP路面的吸声系数,重复加载法测试了SDQP混合料的复合模量,轮胎/路面振动测试装置研究了轮胎在不同路面上的垂直振动衰减特性。结果表明SDQP路面与SMA路面的吸声系数没有明显的差异,在整个频段上吸声系数很小;SDQP混合料的动态模量随着橡胶颗粒掺量的增加呈下降趋势,而阻尼逐渐提高;轮胎在SDQP路面的衰减系数最大,且随着橡胶颗粒掺量的增加而增大,说明SDQP路面具有较好的阻尼减振降噪能力,吸声降噪性能并不占优。     

转向架橡胶件动态参数的高低温特性

针对高速列车转向架悬挂系统中的弹性橡胶件, 为掌握其非线性刚度和阻尼系数的频变、幅变和温变特性, 开展动态参数的高低温(-60℃~60℃) 特性试验, 阐述了橡胶件参数动态特性的试验方法, 对轴箱叠层橡胶弹簧和转臂定位橡胶节点进行轴向、径向的静态和动态测试, 根据载荷-挠度滞回曲线计算刚度和阻尼系数。试验结果表明: 常温23℃工况下, 橡胶件的刚度和阻尼系数仅表现出频变、幅变特性, 参数变化量却与环境温度强相关; 相比于常温23℃工况, -60℃极低温环境下的橡胶件刚度和阻尼系数均显著增大, 激振位移为0.50 mm时刚度增加1倍以上, 阻尼系数增加4~6倍, 并且激振频率越高两者增幅越显著; 60℃高温环境下, 相比23℃橡胶件刚度仅降低约5%, 阻尼系数仅降低约25%, 并且高温环境下橡胶件的频变和幅变非线性减弱; 低温引起车辆悬挂系统动态刚度和阻尼系数变化, 进而造成车辆动力学性能指标变化, 相比于常温, -40℃工况下运行安全性指标如脱轨系数增大约5%, 车体振动加速度显著增大约17%。      

橡胶改性沥青及混合料路用性能研究

制备了普通橡胶沥青与脱硫橡胶沥青,并对不同掺量的两种橡胶改性沥青进行性能对比,最后选择合适的胶粉掺量进行了橡胶改性沥青混合料路用性能的评价.研究表明:经过高速剪切工艺,大颗粒的脱硫橡胶颗粒在沥青里大多分散成无明显颗粒的细小物质,而普通橡胶粉剪切后基本保持原有颗粒核心;与普通橡胶沥青相比,脱硫橡胶沥青的高温粘度低,但其他性能指标大多不如普通橡胶沥青;胶粉掺量的增加对普通橡胶沥青性能提升明显,而对脱硫橡胶沥青性能影响较小.     

多层钢筋混凝土框架结构“加层减震”能量时程分析

结合一幢多层框架结构应用铅芯叠层橡胶支座(LRB)进行加层改造的工程实例,在对隔震层的抗侧刚度和阻尼比基于能量准则进行优化的基础上,利用Matlab语言编制了能量时程分析程序,考虑地震动三要素和铅芯隔震支座动力特性(屈服位移和第二刚度系数)等影响因素,分析典型地震动作用下设置上述隔震元件LRB加层结构的能量输入、转化及耗散特性.分析结果表明,输入到结构的总能量较加层前有不同程度的增加,但是大部分都由隔震层来吸收和耗散,使得输入到原主体结构的能量较加层前大大降低,减震效果较为明显,证明提出的基于能量的优化准则的合理性与有效性.     

胶粉参数对橡胶沥青性能的影响

汽车工业的飞速发展,造成了大量橡胶轮胎的废弃,而研磨后的胶粉却又是沥青改性中良好的外加剂。文中通过室内高速剪切搅拌的方法将不同目数的胶粉颗粒溶于70号的普通沥青中,并对改性后的橡胶沥青进行软化点等沥青三大指标的测试。得出结论：胶粉掺量为20%时,胶粉颗粒越细,则配制的橡胶沥青综合指标所表现出来的优势就越明显。     

橡胶沥青生产工艺关键技术参数的研究

通过分析高速剪切搅拌和低速叶片式搅拌等搅拌方式以及橡胶粉规格和掺量对橡胶沥青性能的影响,建立175,200和225℃条件下橡胶沥青粘度和延度随搅拌时间的变化规律,提出了以粘度为核心控制指标的橡胶沥青生产工艺参数的确定方法．基于室内测试结果,提出了橡胶沥青技术要求．通过橡胶沥青试生产,验证了橡胶沥青生产工艺的技术参数．对生产的橡胶沥青及其混合料性能进行了测试,其各项指标满足相关技术要求．     

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振．运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应;同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0．08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0．10的情况下起隔振效果能够近似90％．     

浅谈橡胶沥青在混凝土路面加铺中的应用

与普通沥青混凝土相比,橡胶沥青混凝土具有较强的高温稳定性和抗车辙能力等优点。本文通过四川省遂宁市路面改造工程的设计实例,重点探讨了旧路改造的设计原则,旧路病害的处理,橡胶沥青混凝土原材料性能要求、和矿料级配,以及橡胶沥青在旧路改造工程中的施工注意事项。本文对促进胶沥青在混凝土路面加铺中的应用有促进作用。     

机载光电设备隔振装置设计开发与性能分析

飞机在飞行的过程中所产生的激励会对机载光电设备产生振动影响,为了保证设备的正常工作,需要安装隔振装置对设备进行隔振.运用有限元软件ABAQUS,建立橡胶隔振支座有限元模型,在外加激励的作用下,对隔振支座进行分析,得到相应的振动响应；同时在满足设计要求的情况下,建立多种型号的隔振支座,设定橡胶材料的阻尼系数并进行模拟,得到的振动响应与外加激励进行对比,在较保守的阻尼比为0.08的情况下,其减振效果能够超过80％,在阻尼比为0.10的情况下起隔振效果能够近似90％.