动车组车下吊挂设备吊装装置的橡胶减振器研究

针对动车组高速运行下车下吊挂设备受力情况严重,这一问题以减振理论为基础,经车辆-轨道耦合动力学模型及车体模态计算,选择了车下吊挂设备自振频率范围,并结合橡胶的特性及其安装空间,确定了合理的橡胶刚度和阻尼参数,为车下吊挂设备吊装装置的橡胶减振器设计提供了依据.     

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.     

动车组车下设备安装刚度对车体模态影响研究

建立了包括车下设备在内的动车组车体有限单元模型,用有限单元法计算了整备车体模态,计算了车下设备吊悬刚度为静刚度、动刚度及全部刚性吊悬时的车体模态,计算分析了车下设备采用弹性吊悬时吊悬刚度改变对车体前3阶模态频率的影响.研究结果表明,采用静刚度计算得到的车体模态频率最大,动刚度时车体模态频率最低,全部刚性吊悬时车体模态频率小于静刚度大于动刚度;总体来看,随着吊悬刚度增加,车体前3阶模态随着之率增加,但在静刚度值车体模态频率出现峰值.     

城际动车组车下大吨位设备吊装结构强度的精细分析

以某城际动车组的车下大吨位设备吊装为研究对象,建立包括40个联接螺栓在内的吊装部件接触非线性有限元模型,在EN12663-2010标准中相关载荷工况和螺栓预紧力的作用下,对吊装部件进行接触非线性有限元分析与评价;最后,基于吊装部件的有限元分析数据,通过查找各部件接触对、建立接触的局部坐标系并提取各工况接触面上的接触压力与接触摩擦力,计算部件接触面上的接触摩擦合力与最大静摩擦力的比值,实现了各工况吊装部件接触面的抗滑性分析,为动车组车下吊装结构的详细设计提供了相当的理论依据.     

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。     

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。     

接触非线性分析及对车下吊装联接结构螺栓可靠性的校验

基于接触非线性理论,使用HyperMesh软件构建了城际动车车下吊装结构的接触有限元精细模型,通过ANSYS软件对吊装结构联接螺栓进行有限元接触分析.分析结果显示:工作工况下,最大螺栓应力出现在螺杆根部,预紧力对螺栓应力影响较大.通过对动车车下吊装结构的接触有限元分析,总结了若干影响接触非线性分析的因素,为铁路机车车辆接触非线性分析提供了若干有益的建模经验.     

基于目标级联分析法的车下设备悬挂参数优化设计

为改善高速列车运行舒适度和车下悬挂设备的振动水平,建立了车辆-设备系统垂向动力学模型,推导了车辆系统振动加速度频率响应函数;结合轨道不平顺激励谱函数计算了车下悬挂设备振动加速度均方根,联合人体舒适度加权滤波函数计算了车体振动参考点的垂向舒适度指标;引入目标级联分析(ATC)法逐层分解车辆-设备系统振动指标,构建了车辆-设备系统两层指标分解数学模型,采用指数罚函数策略协调两层振动指标之间的耦合问题;提出了以车辆运行舒适度和车下悬挂设备振动加速度为指标的多目标优化方法,建立了以车下设备悬挂刚度和阻尼为设计变量的优化模型;联合车下设备悬挂参数动力吸振器(DVA)设计法对比探讨了ATC法在复杂车辆系统参数优化设计中的应用效果。分析结果表明：与DVA设计法相比,ATC法优化后车辆中部舒适度在300 km·h^-1工况下提高了8.5%,设备振动水平减小了约20%;在全速域区间,ATC法对车体中部的振动衰减是DVA设计法的2倍,且对设备的振动衰减比DVA设计法大4.5 dB;与优化前相比,ATC法优化后车辆中部舒适度指标最大提升了15%,设备振动加速度减小了0.18 m·s^-2。由此可见,ATC法可以运用于复杂轨道车辆结构参数优化设计中,能有效改善车辆系统的振动水平,也可为车下设备悬挂参数优化设计提供指导。     

某高速动车组吊装支撑架焊缝疲劳寿命分析

针对吊装结构和承载特点,在对某高速动车组TP02车车载电源和单相逆变器安装支架进行有限元非线性分析的基础上,基于主S-N曲线法对该高速动车组车载电源和单相逆变器安装支撑架的十条焊缝进行焊缝疲劳分析,对所选支撑架的焊缝进行疲劳寿命预测,有效评估支撑架的使用寿命.计算得出疲劳损伤比远小于1,这样在车辆轻量化设计时可以考虑使用更轻便的材料来进行设计.     

基于ANSYS Workbench的动车组水箱吊装结构强度分析

动车组车上吊装结构的设计是否合理将关系着动车组的安全运行,在对动车组车内水箱吊装结构模型合理简化的基础上,利用ANSYS Workbench软件创建了其有限元模型,并依据标准EN 12663,确定了其载荷工况,完成了对C型槽、滑块、联接螺栓的强度校核,其结果对水箱结构的设计及优化提供了参考.     

基于Abaqus的橡胶扭振减振器胶圈失效分析

运用Abaqus对不同厚度的橡胶圈在不同鼓形结构的减振器下的压入力、压脱力和滑移扭矩进行了仿真试算,并做实验得到实测值,确定了摩擦系数。基于正交试验设计,探讨了鼓形长度、鼓形高度及橡胶圈压缩比对压入力、压脱力、滑移扭矩大小的影响程度,对解决生产实践中的橡胶圈失效问题具有一定的指导意义。     

基于ABAQUS的橡胶扭转减振器固有频率预测方法研究

在橡胶扭转减振器固有频率测试方法的基础上,提出了基于ABAQUS软件的固有频率预测方法;对橡胶材料的超弹性本构模型和黏弹性本构模型进行了试验研究;以圆鼓型轮毂橡胶扭转减振器为例介绍了固有频率有限元预测方法的实现过程,并同固有频率测试结果进行了对比,研究结果表明:本文中提出的有限元方法能在橡胶扭转减振器物理样机出来之前能对其固有频率进行准确预测,具有较强的工程应用价值。     

动车组吊装结构及联接螺栓接触非线性有限元分析

以某动车组制动模块为研究对象,采用空间六面体单元和四节点壳单元混合建模的方式,对整体吊装结构进行8种工况的接触非线性有限元分析,得出制动模块各零部件静强度满足设计要求.利用子结构技术,对吊座螺栓进行不同预紧力情况下的应力强度对比研究,得出预紧力是影响螺栓强度的主要因素,随着预紧力的增加螺栓上的应力值逐渐增大.     

高速动车组制动风缸吊装结构振动特性分析

为了解制动风缸吊装结构的振动特性,应用有限元分析软件ANSYS对两种吊装结构的风缸单元进行模态分析和瞬时振动加速度下的结构响应分析,获得了吊装结构的各阶固有频率和振型以及不同载荷工况下吊装结构的应力分布.仿真结果表明,方案一吊装结构的横向承载能力比纵向、垂向承载能力弱,横向刚度相对较低;吊装结构的最大应力出现在吊座与吊带的连接处,该位置结构强度相对较弱;方案二吊装结构的各阶固有频率和刚度均有所提高且最大应力幅值大幅降低.对比分析表明,方案二吊装结构的振动特性优于方案一.     

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．     

标准化动车组设备舱螺栓强度分析方法

以动车组设备舱底板滑道与吊梁处联接螺栓为研究对象,分别应用机械设计方法、《VDI 2230-2003》标准和基于子模型技术的非线性有限元方法对其进行了静强度及疲劳强度校核,并分析了三种评估方法的特点.     

高速动车组铝合金司机室研制技术

为保障高速动车组运行的平稳性和安全性,针对空气动力学性能、结构可靠性能、合理加工工艺要求等方面,给出铝合金司机室研制技术流程.对三维模型设计、有限元数值分析、司机室工艺方案设计、关键型材成形加工、司机室组焊工装研制、司机室试制、司机室检测等7个关键技术进行了重点的论述.     

高速动车组设备舱动应力试验研究

通过对设备舱关键部位动应力线路测试试验对设备舱动应力进行分析.试验采用了HBM公司的eDAQ数据采集系统,对设备舱重点部位,如设备舱与边梁的连接处、抬车位及与牵引变压器区域进行动应力线路测试,并将测试值与疲劳许用极限值进行对比.结果表明设备舱动应力满足标准要求,试验结果为更精确地评估设备舱疲劳强度和提高动车组的修程修制里程提供了依据.