分度圆裂纹齿轮副动态特性及故障诊断

将有限元软件ANSYS建立的齿轮有限元模型和多体动力学软件SIMPACK建立的齿轮副啮合模型进行联合仿真,轮齿有限元模型计算其单齿刚度,生成齿轮副啮合综合刚度,并导入齿轮副SIMPACK模型;齿轮副啮合模型不采用Gear-pair力元,通过移动Marker、函数表达式以及输入函数等实现啮合作用;最终利用广义共振、共振解调技术进行故障诊断。仿真结果表明,ANSYS计算的啮合综合刚度与SIMPACK结果相差2.65%;啮合振动模型计算结果与Gear-pair力元结果误差控制在10%以内。可通过故障特征频率定位故障、采用幅值衡量严重程度,最终达到故障诊断的目的。     

200 km/h动力车驱动制动单元悬挂参数的研究

为了进一步改善200km/h轮对空心轴式动力车的性能,本文采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了完整的动力学模型,分析了驱动制动单元车体端、构架端悬挂刚度和耦合减振器阻尼特性对驱动制动单元各向振动加速度和动力车平稳性能的影响,发现优化驱动制动单元悬挂参数可以改善其工作条件和整车性能,但对轮轨力影响不大。最后还比较了驱动制动单元不同悬挂刚度下主要部件的振动频率,计算结果的趋势与线路试验结果相吻合。     

机车车辆齿轮轴裂纹的传动系统振动特性分析

车辆服役过程中,某型机车车辆齿轮传动系统经常出现小齿轮轴裂纹等失效现象。为掌握齿轮轴裂纹状态下传动系统的振动特性,更加有效支撑系统的故障诊断,文章通过齿轮啮合、悬挂系统将齿轮传动系统集成到整车动力学模型中,建立包含齿轮传动系统的机车车辆动力学模型。该模型综合考虑齿侧间隙、时变啮合刚度、轨道几何不平顺及轮轨接触等非线性因素,并通过机车车辆线路实测数据验证所建模型的有效性,同时详细研究不同裂纹深度下的机车车辆齿轮传动系统振动特性。结果表明,机车车辆齿轮传动系统的振动特性受到轴裂纹的影响,其传动平稳性随着裂纹深度的增加会逐渐恶化。该研究结果可为后期的机车车辆齿轮传动系统故障诊断提供理论支撑,对机车车辆的运营维护具有实际指导意义。     

轮对空心轴双级六连杆传动系统刚度分析研究

轮对空心轴双级六连杆装置作为准高速铁路机车架悬式转向架驱动装置的传动机构,其各向刚度的大小对整车动力学性能有着重要影响。用经典力学方法对轮对空心轴传动机构各典型工况进行了运动关系和受力分析,推导出了传动机构各向刚度的计算公式。结合1个铁路机车转向架驱动系统实例,分别用推导的刚度公式和SIMPACK动力学仿真软件进行了各向刚度分析计算,2种方法所得到的结果差异很小,验证了刚度计算公式的准确性,表明所推导出的刚度公式可用于同类传动机构各向刚度的计算。     

270 km·h-1动力车驱动制动单元悬挂参数的优化

为进一步改善270 km·h-1的轮对空心轴式动力车的性能,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了完整的动力车动力学模型,在高、低干扰线路上分析了驱动制动单元车体端、构架端悬挂刚度和耦合减振器阻尼特性对单元各向振动加速度和动力车平稳性能的影响.结果表明优化单元悬挂参数可以改善其工作条件和整车性能,但对轮轨作用力影响不大.相同速度不同级别线路上,单元悬挂参数对动力车性能的影响规律是相似的.     

270 km·h-1动力车驱动制动单元悬挂参数的优化

为进一步改善270km·h-1的轮对空心轴式动力车的性能,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了完整的动力车动力学模型,在高、低干扰线路上分析了驱动制动单元车体端、构架端悬挂刚度和耦合减振器阻尼特性对单元各向振动加速度和动力车平稳性能的影响。结果表明优化单元悬挂参数可以改善其工作条件和整车性能,但对轮轨作用力影响不大。相同速度不同级别线路上,单元悬挂参数对动力车性能的影响规律是相似的。     

CRH_3型动车组动力车轴及轮对动力学仿真分析

应用有限元结构动力学模态分析方法,对CRH3型动车组驱动装置中的动力车轴及轮对进行了动态特性研究：对动力车轴的固有振动频率进行理论分析,并在HyperMesh中建立了动力车轴及轮对的有限元模型,通过HyperMesh-ANSYS数据接口,以ANSYS作为求解器,采用Block Lanczos法,计算出动力车轴及轮对前三十阶模态的固有频率和相应主振型。通过振型分析,为动力车轴及轮对的结构优化设计及其动态响应分析提供了理论依据。     

单轮对纵向动力学数值分析

轮对的纵向振动会影响机车车辆动力学性能,而且是轮轨非正常磨耗的一个重要因素。但是机车车辆动力学研究中,对轮对的纵向动力学特点的研究往往被忽略。文章建立了一个包括x方向的运动、轮对的摇头、点头扰动和轮对的横移的4自由度单轮对计算模型,并对该模型进行数值仿真,研究其纵向振动现象。最后讨论了系统参数对纵向动力学行为的影响,认为一系纵向刚度、轴重和黏着系数对纵向振动影响很大。     

机车起动工况轮对纵向振动研究

轮对的纵向颤振会严重影响铁道机车车辆动力学性能,并且会引起轮轨非正常磨耗,导致发生轮对多边形化及踏面发生剥离。但是,机车车辆动力学研究中对轮对的纵向动力学特点的研究却往往被忽略,国内外少见对轮对纵向颤振问题的研究报道。首先描述了4个自由度的单轮对简化模型,并推导出其运动方程。在此基础上,对机车模型进行牵引工况下动力学数值仿真,研究其在此工况下的纵向振动现象,进而对影响轮对纵向振动明显的参数,诸如一系纵向定位刚度,轨道不平顺形式以及黏着系数等进行分析,对今后减小轮对纵向振动的方法研究提供理论依据。     

车轮多边形影响下高速列车齿轮传动装置的振动特性分析

利用SIMPACK进行车轮多边形阶数变化下的动力学仿真，分别获得时速250 km时大、小齿轮的振动加速度，对其幅值频域分析，对比齿轮传动装置在不同阶数影响下的振动幅值、频谱分布。结果表明：车轮多边形的影响下齿轮传动装置的横向、纵向和垂向振动加强，垂向振动加速度变化幅值最大，振动频率范围增大很多；随着阶数的提高，小齿轮和大齿轮横向振动规律一致，小齿轮纵向振动大于大齿轮，小齿轮垂向振动小于大齿轮；齿轮传动装置横向、纵向振动受到的影响随阶数的提高而增大，但垂向振动受到的影响大小规律为：12阶>20阶>2阶。