并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧系统水平方向刚度分析

为了降低高挠圆簧的工作应力和组合弹簧系统的水平方向刚度值，铁道机车车辆转向架二系弹簧悬挂系统采用并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧结构。基于经典弹簧水平方向刚度分析理论，建立了高挠圆簧和橡胶弹簧的力和力矩与线位移和角位移关系式，导出了并联高挠圆簧两端串联橡胶弹簧的水平方向刚度分析的直接计算方法，为此类系统设计提供了理论依据。     

机车高圆簧刚度矩阵计算应用分析

高圆簧广泛应用于机车车辆中,其刚度作为车辆的主要悬挂参数,仿真时刚度矩阵的选择和简化处理对计算结果有直接影响。在一般机车模型的动力学仿真中只考虑了高圆簧刚度矩阵6个对角元素,未考虑非对角元素的影响。通过推导高圆簧的完整矩阵,并分别以弹簧振子和机车作为对象进行对比分析。计算结果表明,仿真结果与理论分析结果吻合;高圆簧采用完整刚度矩阵的机车动力学性能优于高圆簧只采用对角元素的机车,其差异主要表现在与高圆簧轴向垂直的方向上,轴向性能基本一致;机车高圆簧只考虑矩阵对角元素时仿真结果较考虑完整刚度矩阵时偏于安全,但二者最大差值都未超过10%,可以用于机车模型的计算分析。     

减轻列车轮轨横向动力作用的技术措施

基于铁道车辆-轨道耦合动力学理论及仿真分析系统，分析了机车车辆悬挂参数、结构参数及轨道结构参数对轮轨横向相互作用的影响，在此基础上提出了降低轮轨横向动力作用的技术措施：（1）一系水平定位刚度（纵向和横向刚度）对轮轨横向动力作用影响较大，刚度值选取的基本设计原则是，在充分满足运动稳定性的前提下，尽可能降低刚度值；（2）二系水平（包括纵向和横向）刚度对轮轨横向动力作用影响不明显，设计时，应更多地考虑机车车辆的平稳性；（3）簧下质量对轮轨横向动力作用影响较大，较小簧下质量，将使轮轨横向动力作用得到显著的降低；（4）较低的扣件横向刚度、扣件垂向刚度及道床横向刚度等参数值将有利于降低轮轨横向动力作用。     

一种变刚度转臂节点设计及试验研究

设计了一种新型的适用于轨道车辆转向架的具有变刚度特性的轴箱转臂节点,它由橡胶主簧、橡胶辅簧和液压机构组成。介绍了该节点的设计原理,论述了主要构件的结构设计思路和参数计算方法。基于结构参数计算结果完成样件试制,动静态刚度试验结果验证了结构方案的合理性,样件实现了低频低刚度和高频高刚度的变刚度特性。所述结构方案和试验方法为液体橡胶复合减振技术在轨道车辆上的工程化应用奠定了理论基础。     

三轴转向架构架疲劳强度分析

分析了三轴转向架构架在有限元计算分析时,约束的施加必须保证三根轴的轴重一致性;分析比较了中间轴一系簧垂向刚度对构架强度产生的影响.通过计算分析表明,中间轴一系簧垂向刚度较软时,构架应力分布更为合理.同时提出了三轴转向架构架的疲劳强度评定的修正系数.     

机车高圆簧的有限元分析

针对机车高圆簧计算的传统力学方法,提出了与高圆簧实际情况更为相符的有限元计算模型并进行了计算分析。模型考虑高圆簧支撑圈几何形状的变化,计入了弹簧两端的橡胶垫,考虑了弹簧变形时几何非线性和接触非线性条件,并根据机车通过曲线等高圆簧工作的实际工况进行了计算。有限元计算结果表明,弹簧受力时横截面上存在很大的法向应力,尤其在通过曲线时其法向应力甚至增大到了不容忽略的程度;弹簧两端橡胶垫起到了降低法向应力的作用;高圆簧上显示着远比传统力学方法计算结果更为复杂的应力分布。而传统的力学计算方法只能计算出弹簧在轴向压力工况下的刚度和剪切应力。     

三轴转向架一系悬挂弹簧设计

分析了铁路进一步提速对机车牵引动力的要求,从改善机车在既有线路运行时的动力学性能及曲线通过性能出发．对200km/h机车(C0-C0轴式)一系簧有关刚度进行分析计算．认为应使中间轴一系簧垂向刚度小于端轴。     

轨道车辆用沙漏簧垂向刚度特性和失稳的探讨

对沙漏簧在地铁、轻轨车辆上使用的优点做了介绍。分析了沙漏簧的结构特点和垂向刚度的非线性特性。采用试验测试和有限元分析相结合的方法对沙漏簧的垂向失稳特性进行了探讨。     

机车转向架复合弹簧悬挂系统稳定性分析方法的讨论

主要讨论现有复合弹簧悬挂系统稳定性分析方法的局限性，提出了刚度法。分析表明，该方法对高圆簧一端串联回式橡胶弹簧悬挂系统的计算精度较高；对高圆簧一端或两端串联圆柱形橡胶弹簧的计算精较低。其主要原因在于复弹簧系统临界载荷计算公式中修正系数１．２５选得不合理。     

螺旋圆弹簧的横向刚度分析

分析比较几种国内外常用的螺旋圆弹簧横向刚度计算方法发现,由于各种方法使用的螺旋圆弹簧计算高度算法不同,导致螺旋圆弹簧横向刚度计算结果有比较大的差异。为此定义螺旋圆弹簧自由高与簧条直径之差为螺旋圆弹簧有效自由高度,用以统一各方法中的螺旋圆弹簧计算高度算式。计算结果表明,当螺旋圆弹簧的有效自由高度与垂向挠度之差等于螺旋圆弹簧计算高度时,用各种方法计算出的螺旋圆弹簧横向刚度与试验结果最为接近。     

某型低地板车辆一系叠层橡胶簧的研制

叠层橡胶簧的性能优劣直接关系着车辆的安全性和平稳性。介绍了一种低地板车辆用一系叠层橡胶簧的研制过程,并对一系叠层橡胶簧的结构、有限元计算进行了描述,通过刚度试验验证了有限元模型建立和计算结果的合理性和有效性。经产品刚度、蠕变及疲劳等性能试验验证了其性能完全满足设计要求。     

高速铁路有砟轨道轮轨附加动荷载取值研究

为提出符合我国高速铁路有砟轨道线路质量状态的轮轨垂向附加动荷载取值,运用ANSYSLS-DYNA软件建立车辆-轨道耦合动力学模型,结合统计学理论,分析轮轨力统计特征值随车速、扣件刚度、簧上簧下质量与轨道质量状态等参数的变化规律。利用线路质量指数TQI管理标准作为表征线路质量状态的依据,仿真计算不同轨道质量状态下轮轨力随车速变化规律,进而提出高速铁路有砟轨道轮轨附加动荷载建议计算公式。研究结果表明:不同工况下轮轨力平均值与车辆静轮重基本相同;轮轨力标准差随车速、扣件刚度、簧上质量、簧下质量增大而增大,随轨道质量劣化而增大;当列车速度等于330 km/h且轨道质量状态较差时仿真得到的动力系数为1.99,速度大于330 km/h后大于无缝线路设计规范取值。     

车辆变刚度弹簧组模糊可靠性分析方法研究

在常规可靠性设计方法的基础上,通过应用模糊数学理论,考虑弹簧应力和强度的不确定性,运用模糊可靠性方法对我国铁路货车新型变刚度弹簧组的模糊可靠度问题进行分析。针对新型变刚度弹簧组的疲劳试验方案,采用经典公式法和常规转换法,并结合数字仿真计算得出模糊可靠度结果。计算结果显示:标准试验方案下各弹簧可靠度均在96%以上;当量挠度试验方案下,除承载内簧可靠度较低外,其余弹簧的可靠度均在98%以上。研究表明,应用模糊可靠性理论评估变刚度弹簧组的可靠度是合理可行的,计算出的模糊可靠度具有较高的准确性。     

车辆缓冲器环簧强度分析方法的研究

用解析法、空间轴对称有限元法和静载电测实验等三种方法对车辆缓冲器环簧的应力和位移进行分析和比较，所得结果十分吻合，因而建议缓冲器环簧的强度分析可采用弹性力学中的厚壁圆筒计算公式或用轴对称有限元法计算。     

水平轮垂向刚度对跨坐式单轨车辆曲线通过性能影响的仿真分析

基于多体动力学理论,利用UM建立了跨坐式单轨车辆动力学模型.在轨道参数和车辆运行速度不变的情况下,仿真分析了不同水平轮垂向刚度下的单轨车辆曲线通过性能评价指标.仿真计算结果表明:在水平轮垂向刚度变化范围内,车体振动加速度和平稳性指标均满足国家相关标准要求,且评定等级均达优;随着水平轮垂向刚度的增大,车辆的曲线通过性能明...     

铁路简支梁桥竖向有载频率研究

采用车-桥系统相互作用的计算模型。对不同跨度简支梁桥的竖向有载自振频率进行了深入研究，结果表明，桥梁的竖向有载自振频率在列车过桥全过程中是周期性变化的，其数值不仅与桥梁本身的刚度和质量分布有关，同时还上桥上车辆各轮对悬挂弹簧的刚度和簧下质量及其在桥上的位置有关。     

变刚度弹簧组系统优化设计

根据变刚度弹簧减振装置的运用特点，对其性能进行了分析研究，确定了变刚度弹簧组的性能参数及其与弹簧组中各弹簧性能参数之间的关系。从系统论的观点出发，将变刚度弹簧组中的各弹簧作为一个整体进行研究，以变刚度弹簧组中各弹簧的簧丝直径、弹簧中径及有效圈数为设计变量，以弹簧总质量最轻为目标函数，建立了满足静强度条件、疲劳强度条件、稳定性条件和安装条件，并能反映变刚度弹簧减振装置参数的变刚度弹簧组优化设计模型。采用有限元分析软件ANSYS中自带的优化设计模块中的一阶优化方法编制了APDL语言优化设计程序。以某铁路货车车辆变刚度弹簧组为例，进行了优化设计计算。实例分析表明，本文所提出的设计方法比传统设计方法简单易行、结果合理。     

吊挂刚度对车体及牵引变压器振动指标的影响分析

介绍了用于动车组车体和牵引变压器振动评定的两种指标,建立了车体-变压器有限元模型。改变车体与牵引变压器之间的连接参数——吊挂刚度,并在变压器及车体空簧处施加不同速度级下的对应实测振动信号,提取车体端部及变压器上部和底部振动响应,计算车体平稳性及变压器振动烈度。结果表明:当在350 km/h速度级下时,车体平稳性随着牵引变压器垂向吊挂刚度的增大而减小,在385 km/h速度级下时平稳性则随着垂向吊挂刚度的增大先减小后增大;车体平稳性随着横向吊挂刚度的增大则不发生明显改变;牵引变压器的振动烈度随着其吊挂刚度的增大也不发生明显改变。可得结论:牵引变压器自身的振动受吊挂刚度变化的影响较小;牵引变压器的垂向吊挂刚度较横向吊挂刚度对车体平稳性指标的影响程度更为显著。     

转8A型转向架枕筑横向刚度横向稳定性与应力计算

转8A型转向架枕筑不但随着由簧上重量引起的垂直静、动载荷，同时也随着由离心力和风力等诸因素引起的横向载荷，所以对它进行横向刚度、横向稳定性、以及在横向力作用下的应力的计算是十分必要的。     

Bo-Bo-Bo抱轴式机车黏着利用率分析

就Bo-Bo-Bo轴悬式机车二系簧分布，车轮踏面磨耗，车钩高度，一、二系垂向刚度，端、中转向架牵引点高度，电机吊挂点到车轴中心的距离，转向架中心距，轴距等对机车黏着利用率的影响进行分析。研究结果和建议可供设计部门制订技术方案时参考。