铁道车辆空气弹簧动态特性仿真分析

基于热力学和流体力学理论相关数学-物理方程分别建立了空气弹簧本体-固定节流孔-附加气室模型和空气弹簧本体-连接管道-附加气室模型,采用Matlab/Simulink仿真软件,分析了连接管道长度、节流孔直径及附加气室容积对空气弹簧动态特性的影响。仿真结果表明:当采用较长管路连接时应考虑管道内空气质量的惯性对空气弹簧动态特性的影响,短管可等效为固定节流孔连接;空气弹簧垂向动态刚度在低频和高频激励下分别趋于常值;固定节流孔存在低频开口过大,高频开口过小的缺陷;固定节流孔直径与附加气室容积对空气弹簧系统的阻尼特性有较大影响。     

TY540型空气弹簧的研制

TK540型空气弹簧设计应用当前世界上最先进虚拟样机设计思想，对铁道车辆和空气弹簧性能的参数进行深入的分析和研究。应用三维实体造型软件UNIGRAPHICS建立空气弹簧的实体模型；采用非线性有限元分析软件ABAQUS分析空气弹簧上盖板裙边角度、帘线角度、附加气室的容积、气体压力等参数对空气弹簧横向、垂向性能的影响。     

磁浮车用SRI1R160B—2型空气弹簧的计算分析及试验研究

计算和分析了中低速磁浮列车用SRI1R160B—2型空气弹簧帘线角度、附加气室容积和节流孔直径等参数对其性能的影响,并通过试验验证了仿真及理论计算的正确性。     

附加气室对空气弹簧动态特性的影响

通过动态特性试验,分析了不同附加气室对铁道车辆空气弹簧动态特性的影响。结果表明:在低频范围内附加气室能降低动刚度,但激振频率高于某一特定值时附加气室增大了动刚度;附加气室能增加空气弹簧阻尼比;附加气室能降低空气弹簧最大传递比。     

铁道车辆空气弹簧-可变节流阀垂向动态特性的研究

采用有限元与试验结合的方法,准确地描述了空气弹簧变形和接触特性,应用空气动力学、工程热力学和传热学理论建立了空气弹簧垂向动态特性分析模型。经试验验证了模型和方法的正确性。详细分析和总结了激扰频率、幅值、节流孔面积、节流阀弹簧刚度、附加气室容积和内压对空气弹簧动态特性的影响和规律。     

空气弹簧非线性横向特性的有限元计算

根据超弹性材料的非线性本构关系,考虑空气弹簧的材料非线性、几何非线性和接触非线性问题,应用MSC.Marc软件建立了空气弹簧的有限元模型,以计算空气弹簧横向载荷与横向位移响应特性,得到其非线性横向刚度曲线,并通过实测数据验证了这一计算的合理性。并据此研究了内压、帘线角、帘线层数、帘布线厚度等空气弹簧参数对横向刚度的影响,以及帘线角对胶囊各铺层应力的影响,为空气弹簧的优化设计和横向特性分析提供了新思路。     

高速客车空气弹簧非线性横向刚度特性研究

空气弹簧是铁道车辆转向架,尤其是高速客车和地铁车辆转向架的关键部件,其横向弹性特性对车辆的运行品质具有重要的影响.文章运用非线性有限元分析技术研究了高速客车用带金属裙板的自由膜式空气弹簧的横向弹性特性,分析了空气弹簧大变形的几何非线性及胶囊与金属裙板形成的接触非线性问题.给出了空气弹簧横向非线性特性较为精确的描述,理论计算与试验结果较为吻合.研究表明:空气弹簧的横向刚度随胶囊内压的增加而增加;胶囊铺层帘线角对横向刚度有较大影响;帘线层数越多,横向刚度越大,但在胶囊总厚度给定时,层数的影响不大.     

车辆空气弹簧动力学参数特性研究

在车辆动力学模拟计算中,车辆动力学性能主要取决于悬挂参数的匹配,悬挂参数的精确度直接影响车辆动力学模拟计算误差。基于热力学及流体力学理论,建立空气弹簧的统一物理模型,导出其计算的统一数学表达式,提出了确定空气弹簧参数的计算方法,并对影响空气弹簧性能的因素进行了详细的分析。结果表明,空气弹簧气囊外形及刚度、附加气室容积和流孔直径是影响空气弹簧性能的主要因素。     

轨道交通车辆层状弹簧结构参数对其垂向刚度的影响

针对层状弹簧结构参数对其垂向刚度性能影响的问题,基于层状弹簧设计及生产应用经验,利用有限元仿真分析和试验相结合的方法,分析研究了橡胶层外径、橡胶层内径以及胶层厚度等层状弹簧关键结构参数对垂向刚度影响的规律,确定了层状弹簧垂向刚度理论计算公式,并进行了验证分析.结果 表明:层状弹簧橡胶层外径对垂向刚度影响效果最为显著,起正向影响作用,影响灵敏度值约为5.5～7.7;橡胶层内径为负向影响,影响灵敏度值约为-1.7～-2.5;胶层厚度为负向影响,影响灵敏度值约为-2.1 ～-2.5;胶层数与垂向刚度呈反比影响关系.同时验证了理论计算公式的准确性.     

轨道客车空气弹簧扭转试验台的设计及应用研究

对空气弹簧扭转刚度这一影响轨道车辆通过曲线的重要参数进行研究,简要分析了空气弹簧的结构原理,设计了一套空气弹簧扭转试验台。对试验台的结构与原理进行了介绍,利用该试验台研究了相同垂向载荷条件下不同扭转振幅,以及不同垂向载荷条件下相同扭转角度等工况对空气弹簧扭转刚度的影响,结果表明:在相同垂向载荷条件下,扭转刚度随扭转振幅增加而变小,在相同扭转角度条件下,扭转刚度随垂向载荷增加而变大。试验设计达到预期目的,相应研究成果可为空气弹簧的研发和试验参考。