轮轴激振装置

<正>运行中的铁道车辆之所以会产生车体垂向弹性振动,主要是因为轨道的高低不平顺引起的振动,由车轮与钢轨的接触位置传输到转向架,并传递到车体所致。为再现车体垂向弹性振动,日本铁道综合技术研究所制作了对轮轴位置的激振装置——轮轴激振装置。图1所示为轮轴激振装置的概况及试验时的状况。图2所示为设置了本装置的高频车辆激振试验装置。高频车辆激振试验装置内的地坑钢轨上,设置切口,被激振的轮轴由于钢轨形状相同的激振装置的支承部(图1-a的模拟钢轨)支承     

在车辆试验台上模拟轨道不平的新激振法

实际轨道上枕木方向的不平主要对车辆的横向振动产生影响。文章介绍日本铁道综合技术研究所在车辆试验台上模拟轨道枕木方向的不平,对比并研究了干线上的响应特性与试验台上的响应特性,采用新的激振方法,通过用加权函数修正轨道轮横向绝对速度的影响,开发了在试验台上评价干线车辆响应特性的系统。     

铁道车辆抗震用横向减振器的开发

根据以往的计算可知,提高安装在车体、转向架之间的横向减振器的减振性能、抑制车辆的摆动,能有效防止地震情况下车辆脱轨.日本铁道综合技术研究所在这类研究成果的基础上,提出了被称为抗震用减振器的新型横向减振器的开发方案,并试制了样机.该减振器并不降低车辆正常运行时的性能,只在大规模地震的情况下有效工作,能够提高车辆运行的安全性.而且,日本铁道综合技术研究所采用减振器单机做了性能试验,为确认地震情况下对安全性的提高效果,采用大型振动试验装置,进行了转向架的激振试验;为确认正常运行时的功能,实施了干线上的运行试验;为完善试验方面不能确认的激振条件,运用了数值计算(见图1).     

降低车体垂向振动的装置

为大幅度提高铁道车辆垂向振动舒适度，日本铁道综合技术研究所利用轴减振器与空气弹簧（节流控制阀内置型空气弹簧）的阻尼控制，开发出一种新装置，用于降低车体的一阶弯曲模式与刚体模式的振动。试制的装置装备将用于新干线的车辆上，该装置在车辆试验台上进行激振试验，确认其减振效果。根据该实验结果，制作出可供装车并可运行的装置如图1所示，将其装备在新干线车辆上，实施现车运行试验。     

铁路车辆振动状态的试验模拟与特征分析（上）

应用多通道激振试验系统，采用“阻抗矩阵”法对铁路车辆的振动状态进行试验模拟，可再现车辆在线路上运行时的状态。利用模拟试验和振型试验，测试和分析车辆各部振动的相关性和传递函数，确定车辆的振动特性、固有频率和阻尼，可对车辆的振动性能作出评价。     

源于轮对质量不平衡的车体振动控制研究(续完)

正4干线车辆运行有效性的确认4.1车辆运行试验概况通过车辆试验台试验,确认了位移相关型橡胶节点的有效性和车辆运行稳定性,然后在营业线上进行了干线车辆运行试验。在车辆运行试验之前,进行了车体定置激振试验,研究了固有振动特性。图13给出了被试车的有关模态振型。图13中的细线表示变形     

采用压电元件与支路减轻车体弯曲振动的研究

介绍了利用压电元件与支路在减轻铁道车辆车体弯曲振动方面的研究成果.采用车体模型,通过激振试验确认了减振效果,并指出了今后实用化中需要解决的有关课题.     

防车体垂向振动抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点的研发

研发用于连接转向架构架与车体的位移相关型橡胶节点,抑制因质量微小不平衡轮对旋转所引起的铁道车辆车体的垂向振动,以提高乘坐舒适度。文章对抗蛇行减振器用位移相关型橡胶节点作了介绍。为确认这种新设计橡胶节点的抑振性能,进行了旋转激振试验和运行试验。结果表明,使用这种新研发的位移相关型橡胶节点降低了不平衡轮对旋转所引起的车体垂向振动。     

减轻列车车钩力的液压缓冲装置

缓冲装置在承受车辆连挂冲击及牵引力、保护运输安全、吸收冲击能量、提高纵向舒适度方面有至关重要的作用。文章介绍了日本铁道综合技术研究所反馈控制车钩力的新方案,试制了液压缓冲装置,并采用激振试验,确认了其实用性能。指出在该缓冲装置的性能确认试验中,对于三角波、正弦波激振均达到了目标性能。     

改进既有线车辆的减振降噪对策

铁道车辆噪声的主要来源是由轮一轨系统产生的滚动噪声,因此为降低车辆噪声首先需要制定降低滚动噪声的对策。所以对既有线车辆用车轮进行了以下尝试：在车轮形状方面,阶段性地改变对降低声功率有明显效果的轮辋厚度;在辐板等部位粘贴减振材料并做了降低声功率预测仿真;安装隔声罩后进行激振试验等。     

基于半车激振的整车振动特性测试方法

为更加准确地测定轨道交通车辆整车振动特性,提出了一种基于半车激振的整车振动特性测试方法。在简述该方法的激振原理基础上,运用机械运动学原理进一步阐述了激振作动器位移控制指令的解算方法。利用该方法对某型车辆进行了实车测试。测试结果表明,该试验方法可以满足整车振动测试的要求。     

利用地板下设备的高阻尼弹性支承构件降低车体弹性振动

在阐述车体弹性振动的特征及同时降低多种弹性振动模态必要性的基础上,介绍了利用高阻尼弹性构件支承附加质量,在车辆试验台上进行激振试验的结果,以及进行现车运行试验的结果。     

铁道车辆车轮的快速检验方法

本文介绍了对铁道车辆车轮进行探伤检验的新方法，该方法是通过锤击引发的自身振动来完成的。其原理是，在有裂纹存在的情况下所引发的自身振动主频率所产生的特征效应。本文提供了该方法的物理论据和试验研究结果。论述了该方法在整个铁道车辆车轮无损检验系统中所处的地位。此外还对以利用自身振动频率为基础的探伤检验方法作了简要的评述。     

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。     

钢轨接头对转向架及其构件冲击振动的研究

以准高速转向架的线路试验为基础，分析了钢轨接头对转向架轮对轴箱和簧下的构件的振动冲击作用，通过加速度和应力谱分析以及簧下的构件的电磁激振疲劳试验，给出了簧下构件在钢轨接头冲击作用下的振动特性。     

车轮偏磨对高速列车直线运行性能的影响

对某高速线路上运用的高速列车车轮踏面磨耗特性进行跟踪测量,发现高速列车车轮踏面以凹形磨耗为主,各轮对均存在偏磨现象,部分车辆出现整体向同一侧偏磨的现象。对现场实测车轮的轮轨接触几何特性进行计算分析,根据列车参数建立车辆动力学仿真模型,分析凹形磨耗及不同车轮偏磨形式对车辆动力学的不利影响。结果表明:当轮对出现偏磨时,随着轮对横移的变化,踏面等效锥度存在负锥度现象,导致轮轨接触的平衡位置偏离轮对对中位置,加快偏磨的发展;凹形磨耗踏面轮轨接触点存在多个平衡位置,车辆运行过程中轮轨接触点在几个平衡位置间跳跃造成"轮缘到假轮缘"的冲击振动,影响车辆的运行性能;当车轮产生偏磨后,轮轨冲击振动对车辆的影响变得更为复杂;同相偏磨较反相偏磨对车辆的临界速度及平稳性影响更为严重。     

铁道车辆轮对磨削修型技术研究

铁道车辆的运用必然伴随车轮磨损问题,为了充分发挥薄轮缘等级镟修的优势,提出"以磨代车"的小切削量轮对磨削修型技术。通过分析轮对在镟修过程中的振动情况,找到了影响振动的主要原因,即车轴弯曲变形。通过车轮磨削试验,结果表明:车轮材质是不难磨的,车轴弯曲变形导致磨削工艺系统刚性较差,带托架的轮对装夹装置抗振效果明显提高。同时,合理的砂轮类型、进给方式和磨削要素等也是影响轮对磨削加工效率和质量的重要因素。     

橡胶件的损伤判定法

连接转向架与车体的单拉杆是将转向架加、减速时的力传递到车体的重要零件。单拉杆橡胶则是控制转向架一车体间的振动传导力使用的零件,要求保持适当的弹性。文章介绍利用冲击激振试验获得的振动特性,计算单位拉杆橡胶弹簧常数的方法,并验证了其合理性。指出冲击激振试验可以判定单拉杆橡胶件是否有大的损伤,它比材料试验更高效、省力,是为检修现场提供有效判断老化的方法。     

考虑空气弹簧放气的铁道车辆仿真模型

当铁道车辆上的空气弹簧趋于平直时,轮载会因轨道不平顺而降低.为了检验铁道车辆在空气弹簧放气情况下的运行安全性,进行了运行试验,得出轮载、横向力、施加于空气弹簧的力和车轮爬升量等各种数据.此外,考虑到空气弹簧放气而制作了铁道车辆的数值仿真模型,通过与这些试验结果的比较,确认了其有效性.     

运用全方位声源探测系统评价车内噪声特性

介绍了为验证运用全方位声源探测系统评价车内噪声特性的有效性,采用试验车体进行了激振试验,以及使用新干线车辆进行了运行试验。试验结果表明,本评价方法在研究降低车内噪声对策时可发挥作用。