兰新客专高速列车转向架蛇行运动稳定性及影响研究

蛇行运动是铁道车辆特有的现象,是车辆系统动力学的核心问题之一。蛇行运动与非线性振动和运动稳定性密切相关,决定了车辆最高允许运行速度,并影响车辆的其他动力学性能。文中通过对兰心客专高速列车的线路实测数据研究,分析了在旋轮周期的末期转向架横向稳定性及其影响。在旋轮周期的末期,根据相关标准判据,转向架未失稳。但是转向架在少量路段存在小幅蛇行谐波成分,这主要是局部路段的钢轨廓形与车轮踏面匹配等效锥度过大所致。转向架小幅蛇行谐波会导致车辆平稳性指标变大、并会将振动传递至制动吊梁,但不会影响电机。     

基于模态追踪的地铁车辆低频横向晃动分析

为研究车体低频横向晃动的原因及提高旅客乘坐舒适性,首先依据模糊数学的欧式贴近度准则,有效追踪和分析了车辆各刚体模态随速度变化的情况;其次,基于欧式贴近度定义整个系统所有模态之间的耦合度;最后,以降低车辆系统的耦合度为优化目标,对悬挂参数进行优化。计算结果表明:在某一速度下,当转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率接近时,两者振型极为相似,欧式贴近度接近于1,转向架蛇行运动与车体横向运动发生共振,使车体横向发生低频晃动,此时车辆系统耦合度最大。对车辆悬挂参数优化后,可有效降低系统内的耦合度,减少转向架蛇行运动对车辆横向振动的影响,消除车体低频晃动现象。     

抗菱刚度对货车安全运行的影响及检修建议

以装用转8A型转向架的罐车为分析对象，介绍了影响三大件式转向架抗菱刚度的因素，结合动力学计算模型，分析计算了抗菱刚度数值对该转向架车辆蛇行运动规律和安全运行的影响趋势，为保证现有货车的安全运行提出了检修建议。     

设计柔性转向架运行特性的方法（下）

转向架蛇行运动波长的概念，迄今仅用于铁道车辆横向运行稳定性领域，它可用来表示车辆能在轮缘不接触钢轨的情况下通过最小英线半径。若把这个想法与柔性转向架蛇行运动波长计算方法结合起来，可使蛇行运动稳定性和曲线通过特性之间得到的最佳折衷。     

一系定位刚度对车辆系统一次蛇行的影响分析

车辆系统蛇行运动的2种典型形式是一次蛇行和二次蛇行,又被称为车体蛇行和转向架蛇行。当车辆发生一次蛇行时,车体左右晃动幅度较大,影响车辆运行的平稳性以及乘客乘坐的舒适度。文章利用SIMPACK软件建立了300km/h整车非线性动力学模型,仿真车体一次蛇行失稳情况;结合非线性振动系统的频率俘获原理,研究发现车体一次蛇行是由于在行车过程中转向架的蛇行频率被车体的蛇行频率俘获所引起的。通过改变车辆系统的一系定位刚度,从而改变同等运行速度下转向架的蛇行频率,避开了车体的频率俘获区间,可有效抑制一次蛇行,提高车辆运行稳定性。     

日本铁道缩研所为提高机车车辆性能所做的工作

介绍了日本铁道综合技术研究所围绕提高机车车辆快速、安全、舒适、节等性能而目前正在研究开发和业已投入实际应用的新技术、新产品、其中包括进一步提高新干线动车高速转向架的性能、在即有线机车车辆上采用新型车体倾斜装置，研制可变轨距转向架、新型电气制动装置及车轮一体型牵引电动机等；后者包括新干线动车用无摇枕转向架，可改善30％乘坐舒适性的半主动减振器，可防止车轮直磨并大幅度缩短制动距离的“滑动率滑行控制”和“多模式滑行再粘着控制”制动新技术。     

高速铁道车辆蛇行脱轨安全性评判方法研究

通过建立轮轨三维几何接触模型、整车动力学分析模型和轮轨碰撞模型,分析高速铁道车辆蛇行失稳后的蛇行脱轨过程及其影响因素.高速铁道车辆的蛇行脱轨过程是一个爬轨和跳轨并存的复杂过程,轮对的名义冲角和有效冲角分别对准静态的爬轨和动态的跳轨起着重要影响作用;随着轮对横移速度的增大、轮轨摩擦系数以及车轮垂向载荷的减小,车轮的跳轨高度越大;横向蠕滑力在整个蠕滑力中所占比例以及轮对横向运动能量越大,车辆越容易脱轨.因此高速铁道车辆的蛇行脱轨安全性应根据轮对横移速度限值并考虑车辆的横向运行稳定性进行评判.当高速铁道车辆分别表现为“超临界”和“亚临界”的蛇行失稳极限环分岔形式时,可分别采用转向架横向加速度移动均方根值方法和转向架横向加速度限值对其横向运行稳定性进行评判.     

日本新干线动车高速转向架的研制和发展

概述了日本新干线动车高速转向架运行速度为２１０ｋｍ／ｈ的ＤＴ２００型发展运行速度为２７０－－３００ｋｍ／ｈ的ＴＤＴ２０３型和进一步开发试验速度达到３４５ｋｍ／ｈ的新型转向架，以及日本铁道综合研究所为下一世界新干线动车研制的速度为３５０ｋｍ／ｈ以上的转向架的试验研究过程；介绍了上述各型转向架的结构特点和性能参数。     

日本新干线的现状与未来发展

东海道新干线1964年投入运营以来，日本新干线已经安全运行了近40年，其特点是运输密度高、准时、大运量，无人身事故等日本新干线网络从最初长515.14km(东海道新干线）开始发展，至今运营里程已达2176.1km，最终路网长度可达6859.1km。新干线采用的动力分散式电动车组已成为未来高速铁路的发展趁势。在车辆开发方面，JR各铁路公司不断追求高速、舒适的车辆，目前计划开发新型高速列车。     

日本新干线车辆制造技术的新进展

1964年正值日本举办奥运会之际,日本首条高速铁路一东海道新干线开通运营,0系高速车辆闪亮登场,开启了打造新干线高速车辆的帷幕。以此为契机,由东海铁路客运有限公司精心制造的各型车辆陆续投入运营,堪称日本高速车辆制造技术的缩影。本文从一个侧面展示了日本高速车辆制造所采用的新技术、新工艺、新装备。文中也描述了各型高速车辆结构特点及主要技术性能和发展前景。     

车辆技术的最新发展

介绍了日本铁道综合技术研究所围绕铁道车辆运行安全性及提高车内舒适度而开展节能等几项大型研究课题深入进行研究开发的情况,择要评价了"提高转向架抗蛇行运动稳定性评价精度"及"兼顾降低横向力与运行稳定性的转向架转角导向系统"等的研究概况与成果.     

机车四轴转向架旁承结构选型的探讨

众所周知，由心盘旁承所组成的车体和转向架的连结装置既是承载装置又是活动关节。除了传递垂向载荷，纵向力和横向力之外，还需具有小的轴重转移，顺利地进出曲线线路，防止机车高速激烈蛇行运动，具有较好的平稳性。因此旁承是机车走行部重要部件之一。例如，1972～1973年间笔者曾参加过上海分局、上海机务段、戚墅堰机车厂所组织的东风3型客运机车两种旁承方案的两种机车转向架的对比运行试验。试验表明运行速度达到90—100km／h水平时，旁承的复原力矩和摩擦力矩值的大小，对防止机车激烈蛇行运动、提高机车的横向稳定性，     

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。     

法,德,西班牙高速客车转向架简介

介绍了ＩＣＥ，ＡＶＥ，ＴＧＶ高速列车转向架的结构特点，着重阐述了ＴＧＶ列车超高速运行，保证良好舒适性和安全性的技术关键，并介绍了高速客车转向架的发展趋势和转向架生产的概况。     

铁道车辆稳定性与曲线通过性能折衷最优化研究

本文将最优化理论运用于车辆横向动力学，建立了铁道车辆蛇行运动稳定性和曲线通过折衰最优化设计的数学模型，编制了相应的算法。然后，以高速客车为例，给出了转向架轴箱定位刚度为设计变量、直线上蛇行运动稳定性和曲线通过性能折衰优化为目标函数的计算实例，得到了一系定位刚度参数在可行域内的最优解。最后，由三维曲面以及等值线图从数值分析上证实了解的正确性。     

转向架主要参数对机车车辆车体弯曲振动的影响

介绍了用传递矩阵法求取考虑了转向架构架弯曲刚性的转向架、车体的振动响应解析方法，并以日本新干线动车为例，计算了与轨道垂直变形相对应的车体振动响应。在此基础上，研究了转向架构架弯曲刚性等转向架参数对车体弯曲振动及垂向系统乘坐舒适性的影响。研究结果表明，转向架构架的弯曲刚性对车体一次弯曲振动影响不大，但转向架构架刚怀降低会导致１０ＨＺ以上高频区二次以上的车体弯曲振动加大，使乘坐舒适性恶化，文中还阐明了     

径向转向架介绍

径向转向架在铁路曲线上运行时使轮对经常位于曲线的半径上,车轮与钢轨的冲角几乎为零,从而大大地减少轮轨之间的磨耗,消除了空载车辆车轮爬上钢轨而脱轨的可能;在直线上运行时使轮对经常沿轨道中心运行,提高了车辆蛇行运动的临界速度(即车辆的运行稳定性),同样减少了轮轨的磨耗.     

风载对高速列车蛇行运动稳定性影响

采用空气动力学和车辆动力学2种分析方法，建立考虑横风作用的高速列车空气动力学模型，分析不同风速及车速条件下列车所受的气动载荷特性变化规律；建立车辆-轨道耦合动力学模型，对高速列车在不同风速横风和轨道不平顺组合作用下头车、尾车和中间车的蛇行失稳临界速度、蛇行振动极限环幅值、蛇行振动频率、蛇行失稳特征等进行对比分析。结果表明：高速列车通过横风区段时产生的气动载荷对其蛇行失稳临界速度有明显影响，头车的蛇行临界速度较无风时明显下降，尾车及中间车的降幅次之；无风与风载工况下车辆的蛇行失稳形式存在本质区别，无风工况下车辆易发生二次蛇行，风载作用下车辆易发生一次蛇行；风载作用下，车辆发生蛇行失稳的最不利工况为较大的等效气动横向力和较大的气动升力共同作用的组合工况；风载和轨道不平顺的持续时间对车辆蛇行运动极限环振动幅值会产生影响，因此在评估高速列车在大风工况下的运行安全性时，有必要考虑实际的风载和轨道不平顺激励的大小和持续时间。     

车辆在试验台与实际线路上蛇行运动特性的比较

比较了对一个转向架的半车体在试验台上测试的蛇行运动特性和对两个转向架的全车体在现场实测的蛇行运动特性，指出在试验台上和实际线路上车辆的动态特性是存在一定差别的。     

日本新干线动车组转向架研发历史回顾(待续)

回顾了日本新干线高速动车组转向架的发展历程,重点介绍了新产品研制过程中试验型转向架的试验研究成果,总结了新干线动车组转向架的技术特点,讨论了新干线动车组转向架发展过程中取得的经验和启示.