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。     

基于空气弹簧非线性模型的车辆振动特性研究

为研究不同模型和不同空气弹簧物理参数下车辆振动特性,基于热力模型和ADAMS空气弹簧非线性模型建立空气弹簧悬挂系统控制模型,并利用多体动力学仿真软件SIMPACK与MATLAB/SIMULINK联合仿真平台建立包括空气弹簧系统的整车多体动力学模型。研究结果表明:热力模型较ADAMS模型更能准确模拟空气弹簧非线性动态特性;车辆低速运行时节流孔直径越小越有利于改善车辆垂向运行平稳性;车辆高速运行时节流孔直径太大或者太小都不利于改善车辆垂向运行平稳性;附加空气室体积越大越有利于改善车辆垂向平稳性,但是增大到一定程度继续增大对车辆垂向平稳性改善不是很明显。     

铁道车辆空气弹簧动力学键合图建模及仿真

研究空气弹簧键合图建模方法,建立空气弹簧的功率键合图模型,使用20-sim软件进行动态仿真,得到系统压力和位移的动态响应曲线,研究不同负载和节流孔直径对空气弹簧性能的影响规律;通过建立系统的Simulink模型,进行对比仿真分析,验证空气弹簧键合图模型的正确性与仿真结果的可靠性.研究工作为空气弹簧的动力学建模及仿真提供...     

铁道车辆空气弹簧垂向动态特性分析方法的研究

应用空气动力学、工程热力学理论,推导空气弹簧垂向动态特性分析的数学模型,经过试验验证模型的正确性。分析装有固定节流阀空气弹簧对正弦激扰的减振性能。通过多种方案节流孔直径的空气弹簧对于不同幅值激扰的振动位移传输率的分析,确定了TY550型空气弹簧固定节流阀对于不同幅值激扰的最优取值范围,得出固定节流阀节流孔直径选取的原则是对于小幅值激扰应选取较小值,而大幅值激扰则应选稍大一些的值。     

轨道车辆空气弹簧的阻尼特性试验研究

针对空气弹簧阻尼特性的理论分析、试验方法,对某型轨道车辆空气弹簧产品进行了一系列阻尼试验研究,总结出空气弹簧垂向振幅、节流孔直径及载荷对于阻尼特性的影响规律,对转向架设计具有一定的指导意义。     

基于AMESim平台的轨道车辆空气弹簧系统气动力学仿真模型研究

基于热力学、流体力学和空气动力学理论,建立包括橡胶气囊、附加空气室、节流孔、差压阀和高度调整阀的空气弹簧系统气动力学微分方程组.在此基础上,基于AMESim平台建立轨道车辆的空气弹簧系统气动力学仿真模型,并以某动车组为例进行空气弹簧系统的静、动刚度仿真计算.将仿真计算结果与实测结果对比,验证了该模型能够很好反映实际空气弹簧的静态和动态特性.仿真计算结果表明:该模型解决了常规车辆动力学模型不能模拟空气弹簧刚度变化和高度调整阀在有些工况下会打开的问题,从而提高了车辆动力学仿真的计算精度.     

不同激励频率下空气弹簧幅变特性研究

为验证所建立TPL-ASN空气弹簧模型的准确性,并研究激励幅值对空气弹簧动态特性的影响规律。采用基于TPL-ASN模型的自编空气弹簧动态特性仿真软件(ASDS),建立某高速动车组空气弹簧试验台模型,分析不同激励幅值下空气弹簧的动态特性,并将仿真计算的动刚度、阻尼比、阻尼和传递比与试验结果对比。结果表明,TPL-ASN空气弹簧模型能准确反映空气弹簧的非线性幅变特性;在中低频范围内,空气弹簧动刚度、阻尼比和阻尼的幅变特性较为明显,而在低频范围内激励幅值对空气弹簧动态特性基本没有影响;传递比的幅变特性在共振频率附近尤为明显,在中高频范围内较为复杂,在低频范围内影响较小。     

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。     

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。     

空气弹簧振动系统阻尼特性及改进措施

分析了现有固定节流孔空气弹簧振动系统阻尼特性及其存在的局限性和对车辆性能的影响。从振动的主动控制出发提出了改善其阻尼特性的悬挂策略。仿真计算结果表明：采用具有线性特性的可变节流阀代替原来的固定节流孔将使空气弹簧获得良好的阻尼特性和隔振性能。     

空气弹簧转向架减振形式分析

目前,国内外空气弹簧转向架的垂向减振方式主要有3种:在空气弹簧本体和附加空气室之间设置固定或可变节流孔来提供阻尼的方式和单独设置垂向减振器方式。首先对这3种减振形式进行了等效模型分析,然后建立了动力学仿真模型,模拟了车辆在不同的线路条件下运行,计算其对低频、高频激扰的响应,并分析这3种减振方式的优劣。根据计算提出采取固定节流孔外加垂向减振器方式更适合我国的车辆运营状况和线路情况。     

空气弹簧在击穿状态下的车辆运行仿真建模

介绍了车辆用空气弹簧在击穿状态下的运行试验结果,以及建立击穿时的空气弹簧模型。通过对比仿真结果与试验结果,确认了建立的击穿状态空气弹簧模型和曲线通过仿真的合理性。     

利用空气弹簧可控阻尼力降低车体的垂向振动

介绍了内置节流孔控制阀空气弹簧的原理、结构和性能,阐述了该弹簧的单件性能试验及利用样车实施车辆试验台试验的有关结果。     

装用SW-160型转向架客车动力学性能优化分析

针对装用SW 160型转向架的客车进行动力学性能分析计算,重点分析运行平稳性。分别进行了空气弹簧节流孔直径尺寸、二系悬挂横向刚度值、二系悬挂横向阻尼系数值等不同参数的优化分析工作。通过改变这些悬挂参数并与原型参数结果进行对比,找出优选方案,提出改善车辆运行性能的办法。对计算结果与振动试验台试验结果进行对比分析,以验证变化规律的一致性。     

空气弹簧技术在轨道车辆领域的运用、研究及展望

从空气弹簧应用特性的角度对其技术发展进行了梳理，分别总结了空气弹簧垂向性能、横向性能及扭转性能的技术特点，并对其在国内外动车组、磁浮列车与城轨车辆上的运用情况进行了介绍。针对空气弹簧相关理论研究，讨论了空气弹簧系统有限元模型、等效力学模型及气动力学模型。其中有限元模型适用于分析空气弹簧结构特性、材料特性与接触特性，等效力学模型适用于车辆动力学计算，气动力学模型适用于空气弹簧非线性动力学计算。基于当前空气弹簧理论研究与技术应用现状，探索了CFD与动网格技术在空气弹簧特性分析中的应用，使用有限体积法对空气弹簧内部三维湍流进行数值模拟。总结了不同控制方法在空气弹簧系统中的运用，探讨了智能监测技术在空气弹簧系统中运用的可能性，展望了空气弹簧系统在状态预测、故障预警、健康评估等技术领域的发展。     

装用SW-160型转向架客车动力学性能优化分析

针对装用SW-160型转向架的客车进行动力学性能分析计算，重点分析运行平稳性。分别进行了空气弹簧节流孔直径尺寸、二系悬挂横向刚度值、二系悬挂横向阻尼值等不同参数的优化分析，改变这些悬挂参数并与原型参数结果进行对比，找出优选方案。提出改善车辆运行性能的办法。     

一类弹簧支撑系统非线性动力学特性实验研究

以线性机械弹簧和斜支撑弹簧为元件,构建了支撑系统力学模型。在仿真计算的基础上,设计并制作与力学模型相对应的支撑系统。通过测试确定系统阻尼比、固有频率等力学参数,综合利用时频域分析、相轨迹分析和庞克莱分析等方法,对支撑系统在不同激励条件下的响应规律进行了实验分析。研究结果表明实验测试结果和数值仿真结果一致,该力学模型存在典型的非线性力学特性,如稳态周期解、暂态混沌、分岔、混沌等,为其进一步推广到工程实际提供了理论和实验支撑。     

铁道车辆主动、半主动空气弹簧悬挂系统的研究

主要研究具有空气弹簧悬挂系统转向架的铁道车辆，提出采用主动、半主动悬挂策略来改善车辆的垂直运行平稳性，并由此提出随机最优控制，阀控主动控制和半主动悬挂等三种不同悬挂控制策略。在最优控制和阀控主动控制策略中，空气弹簧既被用作二系悬挂元件，又被用作控制执行元件。在半主动悬挂策略中，连接空气弹簧和附加空气室的节流孔直径将按照控制规律来调节。理论及参数研究表明；这些控制方式是有效的，最后给出了阀控悬挂的实验结果。     

高速动车组制动防滑阀建模及仿真分析

以高速动车组制动系统用防滑阀作为研究对象,通过对防滑阀工作原理的分析,建立了防滑阀的仿真模型,并对防滑阀的充风特性和缓解特性进行了仿真计算.通过仿真结果与试验指标的对比验证了仿真模型的有效胜.接着基于仿真模型分析了防滑阀进出口处节流孔孔径对充风时间和缓解时间的影响.研究工作为防滑阀的优化设计提供理论参考.     

空气弹簧可变节流孔的开发

介绍了一种新研发的轨道客车空气弹簧用随频率变化的可变节流孔。这种可变节流孔能同时降低车辆在高频下的侧滚运动和垂向振动。