不同抗蛇行减振器对动车组蛇行失稳的影响研究

以CRH3型动车组为研究对象,研究了不同抗蛇行减振器对动车组一次蛇行和二次蛇行的影响规律。分析结果表明:T60抗蛇行减振器可以有效抑制车体的一次蛇行运动,但是对转向架的二次蛇行运动抑制能力不足;相反T70抗蛇行减振器可以大大提高转向架的二次蛇行运动稳定性,而对车体的一次蛇行失稳抑制能力不足。研究结果表明,理想的抗蛇行减振器应具备低频下体现小刚度和小阻尼特性,而高频下体现大刚度和大阻尼特性,从而保证CRH3型动车组可以适应不同线路条件、不同磨耗踏面的轮轨匹配要求,避免转向架失稳报警和晃车的发生。     

机车抗蛇行减振器参数对临界速度的影响分析

以某型宽轨电力机车为研究对象,将抗蛇行减振器等效为Maxwell模型,建立了带二系悬挂的三轴刚性转向架横向动力学模型,利用蛇行运动线性稳定性理论,推导了转向架的临界速度计算方程,研究了不同二系横向刚度下抗蛇行减振器串联刚度和结构阻尼对临界速度的影响并给出建议参数。研究结果表明:为达到更高的临界速度,在确定的二系横向刚度下,串联刚度和结构阻尼存在最优值和饱和值,且较大的串联刚度应匹配较大的结构阻尼,较小的串联刚度应匹配较小的结构阻尼;在满足这一匹配原则的基础上,二系横向刚度较大时,与其匹配的串联刚度应较大、结构阻尼应较小,二系横向刚度较小时,与其匹配的串联刚度应较小、结构阻尼应较大。建议抗蛇行减振器串联刚度取50 MN/m,结构阻尼取8 MNs/m。     

轮对蛇行运动Hopf分岔的非线性控制

采用非线性系统的微分几何理论，提出了一种输出-干扰解耦法，对机车轮对蛇行运动的分岔进行控制，通过适当的非线性坐标变换，将其转化为线性系统，并实施最优控制，可使参变量变化时，系统始终能保持在渐进稳定的平衡态，仿真结果证明了该方法的有效性。     

抗蛇行减振器对机车运行品质的影响

借助虚拟样机技术和ADAMS/Rail软件,针对国内某型电力机车建立了机车系统详细的动力学仿真模型。利用动力学仿真工具,对抗蛇行减振器的特性进行分析,研究其参数变化、失效等对机车运行性能的影响,得出其规律。     

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。     

车辆系统的蛇行运动分叉及极限环的数值计算

本文较深入地研究了非线性车辆系统蛇行运动的Ｈｏｐｆ分叉及极限环数值计算，结合关例，应用ＱＲ算法求出一次近似系统的特征值并结合黄金分割法确定了车辆系统平衡位置失犰的临界状态，应用试射法对其邻域的极限环求解。     

抗蛇行减振器及电机转矩对机车运动稳定性的影响

本文运用数值分叉方法，分析了东风９机车的非线性稳定性，研究了抗蛇行减振器及电机转矩对机车运动稳定性的影响，指出抗蛇行减振器的阻尼对稳定性比较敏感，应慎重选择其参数。     

求车辆临界速度的高效算法与优化设计

通过对车辆临界速度传统计算方法的研究，提出一种新的高效算法，它使问题的矛盾转化为求非线性代数方程的根。此方法思路清晰，具有极高的精度和效率，并结合动力学方程的多体符号化建模方法，介绍了其在蛇行运动稳定性优化设计方面的应用。     

货车转向架蛇行运动极限环的快速求解方法

利用描述函数和基波快速求解非线性条件下货车转向架的蛇行极限环,可以直接获得稳态下转向架主要部件的振幅、相位与频率等模态特征。通过对导出的非线性方程运用数值迭代方法求解,给出了某货车转向架在不考虑和考虑轮缘接触2种情况下的极限环解。     

轮轨实测廓形小波平滑方法及其对蛇行运动影响

文中提出了一种异常值剔除结合分段小波降噪的实测轮轨廓形平滑方法;建立了某高速动车组拖车非线性动力学模型,通过降速法计算车辆蛇行运动临界速度;对比分析了采用小波降噪和样条拟合方法平滑轮轨廓形对轮轨接触几何关系和车辆蛇行运动的影响。结果表明：样条拟合参数选取不当会导致对原始廓形的欠拟合或过拟合;小波降噪能较好地去除廓形中的噪声和畸变点;合理的轮轨廓形平滑处理可提高动力学仿真效率和计算精度,蛇行运动分岔更符合实际运营情况。     

列车蛇行运动仿真监测与虚拟试验研究

以列车横向振动MATLAB/Simulink模型作为监测对象,利用LabVIEW SIT模块将横向振动模型与虚拟仪器技术相结合,对列车运行横向振动数据实时采集、显示,并能在线进行分析处理,同时给出当前列车运行平稳性指标等。研究结果不仅有助于较好理解列车蛇形运动特征,而且所研究的相关虚拟试验具有硬件软件化、数据处理实时、稳定等优点,可为列车动力学检测技术研究提供有效手段。     

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。     

铁道车辆质量对蛇行稳定性的影响分析

由于转向架结构型式及各部件分布的不同,会引起车辆各组成质量存在差异。为了研究铁道车辆簧下、簧间和簧上质量对转向架蛇行运动稳定性的影响规律,推导了考虑Maxwell减振器模型的整车21自由度横向动力学线性微分方程,基于特征根稳定性判据,采用最小阻尼比法求解车辆系统的临界速度。同时结合轮对自激输入能量法和模态能量法,提出一种适用于多自由度铁道车辆轮轨系统的自激输入能量分析方法,利用该方法,进行车辆质量参数对系统自激输入能量的影响研究,自激输入能量越大,表明蛇行运动稳定性越差。最后通过仿真软件SIMPACK建立整车动力学模型,使用渐进稳定性方法求解车辆系统的非线性临界速度,仿真结果验证了最小阻尼比法和多自由度轮轨系统自激输入能量方法的可行性,可以反映车辆参数对蛇行运动稳定性的影响规律。研究结果表明：减小簧下和簧间的质量可以在一定程度上提高车辆稳定性,簧上质量对车辆稳定性的影响不大;若轮对和构架的质量分别增加1 000 kg,临界速度将会分别降低19%和9%,自激输入能量将会分别增大91.7%和32%;若轮对和构架的质量分别减小1 000 kg,临界速度将会分别提高36%和10.9%,自激输入...     

抗蛇行减振器横向安装位置对机车动力学性能的影响

基于机车车辆动力学理论,运用SIMPACK多体动力学仿真软件,以机车车辆动力学指标为依据,系统分析了抗蛇行减振器的横向安装位置对机车动力学性能的影响。仿真结果表明:增大抗蛇行减振器的横向安装跨距,可以显著提高机车的蛇行临界速度,不会对机车运行于曲线上的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力3项指标产生明显影响。     

抗蛇行减振器动态模型对高速列车横向平稳性影响

为了克服传统油压减振器模型不能反映其动态特性对高速列车横向平稳性的影响.文中基于流体力学、工程热力学、结构力学等理论,建立一种包含压力缸、常通孔、储油缸、回油阀、卸荷阀的抗蛇行减振器动态模型,并利用Simulink建立其计算机仿真模型.对比试验结果表明:抗蛇行减振器动态模型仿真计算的示功图与试验结果吻合较好,能够体现抗...     

抗蛇行减振器温变特性及其对车辆稳定性影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。减振器在非正常工作温度范围内服役,2 h内温度和动态特性变化不明显,且减振器没有恢复到正常工作。仿真结果也表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出油液正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低。