超限货物列车与邻线普通货物列车会车条件

采用SIMPACK多刚体系统动力学仿真软件建立N17AK型平车的超限重车动力学模型,仿真计算不同工况下超限货车侧滚振动引起的横向偏移量,依据仿真计算结果给出超限货物列车与邻线普通货物列车在超限货物不同高度处的会车条件.仿真计算表明,在线路工况相同的条件下,侧滚振动引起的货车横向偏移量随着超限货物列车运行速度的提高而增大;在线路工况和超限货物列车运行速度均相同的条件下,侧滚振动引起的货车横向偏移量随着超限货物计算点距轨面高度的增加而增大;超限货物列车以120 km·h-1的最高速度在Ⅰ级线路上运行和以70 km·h-1的最高速度在Ⅲ级线路上运行这2种不利工况相比较,以后者的侧滚振动引起的货车横向偏移量为大.     

货车旁承间隙对车辆动力学性能的影响

对货车车体相对于摇枕的侧滚运动进行几何简化,导出上旁承下端面位于心盘旋转点之上、之下和上旁承下端面与心盘旋转点位于相同垂向位置时,旁承的垂向位移与车体重心相对于摇枕横向位移的几何关系。在车辆动力学模型中引入侧滚回复力矩和等效摩擦半径,并对心盘进行力学简化。运用多体系统分析方法对货车动力学性能进行仿真。结果表明:侧滚回复力矩可以有效抑制车体由于轨道激励而产生的相对摇枕的侧滚运动;过小或过大的旁承间隙会使车辆的动力学性能恶化。当车体重心横向偏移量小于心盘半径时,车体重力将产生阻止车体侧滚的回复力矩;反之,车体重力产生的力矩将加速车体的侧滚。过小的旁承间隙会使车体上旁承和摇枕下旁承频繁接触,对车体产生较大的冲击;而过大的旁承间隙又使旁承在侧滚回复力矩不足时不能有效抑制车体的侧滚。     

基于交错谐波不平顺输入的铁路货车动力学模型修正研究

以煤炭漏斗车为研究对象,在澳大利亚铁路货车动力学标准AS 7509.2-2009规定下的交错谐波线路滚摆性能试验基础上,从车辆系统下心滚摆频率、车体横向加速度、车体垂向加速度及中央悬挂系统弹簧动挠度4个方面进行了仿真与试验数据的对比研究。在此基础上,基于SG准则,对仿真模型进行了修正,并对仿真结果与试验数据之间的偏差进行了分析。     

货车装载工况对车辆通过小半径曲线时的垂向平稳性影响

将货物、车体和摇枕作为1个系统,基于弹簧悬挂装置垂向受力的变化,提出货车垂向平稳性评价指标。运用建立的货车在曲线上运行时的垂向平稳性模型,以C64k敞车为例,研究4种典型装载工况下重车重心高、货物重心横向和纵向偏移量与货车通过小半径曲线时垂向平稳性的关系。研究表明:用作用在每个弹簧悬挂装置的垂向载荷变化判定货车运行的垂向平稳性,可更直观描述货车装载工况对车辆垂向平稳性的影响;对货车的垂向平稳性影响以货物重心的纵向偏移量最大,而重车重心高度的影响最小;计算结果为确定合理的重车重心高度以及货物重心横、纵向偏移量的限制值提供了科学依据。     

旁承垂向阻尼力对敞车重车车体侧滚性能的影响

为解决敞车在重车工况下通过AAR标准中特殊激扰线路时车体侧滚超限的问题,利用车辆系统动力学仿真分析软件NUCARS建立了敞车的动力学计算模型,分析了旁承垂向阻尼力对重车车体侧滚角的影响。结果表明,增加旁承垂向减振功能,能有效抑制车体侧滚角,且对车体垂向振动加速度无不利影响。     

驱动型式对超高速磁浮动子动力学响应的影响

文章在分析直线感应电机动子和永磁同步电机动子结构和动力学特性基础上，运用多体动力学软件，建立了对应上述2种驱动型式的超高速（1 000 km/h）电磁推进装置动子动力学模型，分析了“起动-惰行-制动”状态下动子的横向、垂向、侧滚、摇头、点头运动的变化规律。分析结果表明，感应式动子所受的法向力有利于动子横向自动对中，并避免横向冲击，同时抑制动子的侧滚和摇头运动；而永磁式动子所受的电机法向力在动子偏移时仍指向偏移的一侧，使得动子贴靠导轨运行，承受横向不平顺冲击，其侧滚和摇头运动无法收敛。感应式动子由于承受导轨垂向不平顺激励，其垂向振动和冲击力较大；永磁式动子所受电机力的垂向分力能起到一定的减振作用。运行状态会显著影响2种动子的垂向响应与点头运动，2种动子的最大垂向位移、加速度和冲击力均出现在制动的时刻。     

大型养路机械车辆侧滚对曲线通过性能影响的试验分析

基于动力学性能试验数据,从轮轨力、轴箱弹簧垂向位移和中部车体垂向振动加速度3方面分析了大型养路机械通过曲线时由于较大幅度侧滚造成横向力偏大的原因,通过在转向架和车体间增加旁承限位滚子来减小侧滚幅度,试验结果表明该改进措施能大大减小轮轴横向力,增强车辆通过曲线的安全性。     

高速道岔—美国联邦铁路局RR06—10号研究结果

列车通过道岔时会产生较大的横向作用力和加速度，如图1左右两侧所示，在尖轨和辙叉处尤突出。出现较大的横向力和加速度限制了列车通过速度，对旅客乘坐质量和设备构件带来不良的影响。本研究的目的是寻找减小横向作用力和降低加速度的低成本方法，提高列车通过道岔的速度。低成本要求不改变道岔的关键尺寸，如导曲线长度、辙叉角；在不改变轨道的结构的同时，在既有道岔空间内满足新设计的要求。减小普通AREMA（美国铁路线路工程与维护协会）道岔的转辙角，加长尖轨，并改变曲线密贴的形状、缩短曲线密贴的长度，是减小横向作用力和降低加速度的低成本方法。以No．20道岔（见图2）为例，动态模拟和现场测量表明，这种设计可允许过岔速度从目前的45mph提高到55mph，并不产生轮／轨作用力和横向加速度峰值，但超过普通道岔所产生的轮／轨作用力和横向加速度。     

轨道车辆抗侧滚扭杆的设计及动力学性能分析

根据抗侧滚扭杆装置扭转原理,对地铁车辆抗侧滚扭杆进行了结构设计和计算,并建立了抗侧滚扭杆动力学模型。当车辆以80km／h运行时,分析了抗侧滚扭杆装置对横向平稳性、垂向平稳性、脱轨系数、倾覆系数、柔性系数、浮心高度的影响。     

27t轴重货车轴箱悬挂特性研究

27 t轴重货车转向架均采用了轴箱悬挂橡胶堆,旨在降低轮轨的冲击动作用力,但实际的效果有待试验数据的验证。本文利用既有线27 t轴重货车适应性的试验数据,从轴箱加速度谱、侧架加速度谱、加速度扩大倍率、单位激励下轴头加速度谱等方面入手,对27 t轴重货车轴头加速度、侧架加速度、轴箱悬挂的特性进行研究。结果表明27 t轴重货车轴箱悬挂能有效降低中频段的侧架加速度,但低频段侧架加速度没有明显降低。     

铁路提速与乘车舒适性评价

指出列车提速后应该对影响乘坐舒适性的振动特性参数数横向恒定加速度、侧滚角速度、车体振动加速度等的增大采取对策，摆式车体列车的开发是对策之一，其车体倾斜控制技术已取得很大进步。介绍了各振动特性参数间的相互影响，对坐姿乘坐舒适性的评价，摆式车体列车离心力的补偿比率等。     

转K6转向架直线运行性能研究

借助于SIMPACK动力学分析软件,充分考虑货车的各种非线性因素,建立转K6转向架货车动力学模型,运用此模型分析转K6转向架货车的直线运行性能。结果表明：转K6转向架货车在直线线路上运行时的非线性临界速度为131km/h;车体横向振动加速度随速度提高呈线性增加,垂向振动加速度随速度提高呈非线性增加;在速度不大于80 km/h时,车体的横向和垂向振动加速度均没有超标,车体的横向和垂向平稳性指标值均小于3.5。     

大风环境下动车组行车车载控制参数研究

由于车体轻量化设计和运行速度的提高,与普速列车相比气动载荷对动车组的扰动效应更强,动车组在大风环境下的运行稳定性问题凸显。分析大风环境下动车组运行稳定性,结合实车试验和仿真计算,研究车体振动参数与运行稳定性指标的关联性,提出以车体横向加速度导数和侧滚角速度作为大风环境下动车组车载关键控制参数,二者在很大程度上能够反映大风环境下动车组爬轨安全性和倾覆安全性。考虑到一定的安全裕量,动车组车体横向加速度导数和侧滚角速度的限值分别确定为8 m/s3和5°/s。     

基于降低悬挂式单轨车辆侧滚的结构参数优化研究

根据悬挂式单轨车辆的结构特点,通过多体动力学软件ADAMS建立悬挂式单轨车辆动力学模型。以车辆走行轮、导向轮、吊架、空气弹簧、中心销、横向拉杆、横向减振器等结构参数作为设计变量,结合多目标优化软件Mode FRONTIER和单因素敏感性分析方法,探索了影响悬挂式单轨车辆侧滚的因素,并甄别出影响悬挂式单轨车辆侧滚的主要因素;针对影响车辆侧滚的主要因素,确立将车辆具有良好的曲线通过性和运行稳定性作为约束条件,建立了以车辆侧滚为目标的优化数学模型,采用第二代非劣排序遗传算法为优化方法,进行了以车辆侧滚最优为目的的优化研究。优化结果表明:在满足给定的约束条件下,当单轨车辆各参数达到最优解时,车辆侧滚角减小了6.3%～11.4%。     

3轴H构架式货车转向架非线性模型

为了分析货车转向架的非线性动力学性能，提出了一种解决间隙接触和摩擦作用的新建模方法。利用非线性刚度曲线定义约束内力，既可以保证运动约束精度又能够使模型仿真计算稳定。在斜楔摩擦减振机理和受力分析基础上建立了斜楔等效摩擦模型。等效摩擦与连续摩擦结合的建模技术使摩擦作用仿真更加趋近于实际的动态行为规律。转向架动力学性能仿真分析表明：在接近临界速度时主要摩擦面（如斜楔和承载鞍）出现摩擦蠕动过程，即干摩擦系统的滞后阻尼作用增强了轮对纵、横向定位刚度。但是从横向模态自激振动分析角度，摩擦作用应当保持连续光滑，以减少车体结构发生侧滚耦合振动的可能性。     

关于SDB-80型地铁车辆转向架是否设置抗侧滚扭杆的分析

为了设计出既能保证车辆具有良好垂向振动性能,又能提高抗侧滚性能需要的转向架,可以采取在转向架中央悬挂装置中设置抗侧滚扭杆的方法,也可以通过加大空气弹簧或钢弹簧的横向间距来实现。探讨在某种成熟应用的转向架上增设抗侧滚扭杆对其动力学性能的影响,从车辆运行的平稳性、安全性及限界要求等方面,以目前广泛应用于国内地铁车辆的SDB-80型转向架为例,对其是否需要增设抗侧滚扭杆进行分析。     

基于BP神经网络的转向架斜楔参数优化

斜楔是货车转向架重要的减振元件，基于力学分析推导斜楔参数与斜楔垂向、纵向、横向及抗菱等效作用的解析关系式，根据关系式建立便于优化斜楔参数的斜楔等效模型，在考虑部件柔性的C70E货车刚柔耦合模型中建立斜楔各向等效力元模拟斜楔作用；该斜楔处理方法下货车模型的振动模态特征和临界速度均与实际接近。据此方法，计算266组不同斜楔参数下车体垂向及纵向加速度响应；并利用遗传算法优化的BP神经网络，建立斜楔参数与车体加速度的关系模型。以此为基础，运用遗传算法寻找使车体加速度最小的斜楔参数。通过建立的货车模型，验证与原始参数相比，优化参数下车身垂向和纵向加速度均有所下降，提升了转向架的减振性能；货车的脱轨系数与轮重减载率也有所下降，提升了货车的运行性能，表明该优化方法对斜楔理论设计有一定的指导作用。     

中低速磁浮车辆悬浮架抗侧滚吊杆解析与有限元分析

综合考虑中低速磁浮车辆悬浮架抗侧滚片梁和吊杆的刚度,通过解析分析和动力学仿真研究了抗侧滚吊杆刚度对悬浮架扭转刚度、悬浮电流和悬浮模块侧滚角的影响。解析分析表明,采用刚性吊杆和弹性吊杆时,悬浮架的抗扭刚度大小基本一致;但采用刚性吊杆,悬浮模块的侧滚角明显小于采用弹性吊杆的侧滚角。动力学仿真计算显示,当磁浮车辆通过曲线时,采用弹性吊杆时电磁铁电流波动幅值较小,但电磁铁发热量变化并不明显。     

静载铁路货车重车重心高理论计算与分析

针对我国现有铁路货车的几种主要车型,在静载条件下对铁路货车的重车重心高进行了理论计算,并结合实际装载情况给出了重车重心高的相关分析,为重车重心高度研究、现场安全运行试验及货物装载提供相关参考。     

基于准静态试验的车辆脱轨安全性评价方法研究

基于EN 14363—2005中的车辆脱轨安全性静态试验方法,在SIMPACK软件中设置了相关试验环境,完成了动车组拖车的脱轨安全性评估,研究了悬挂参数对脱轨安全性的影响。分析结果表明,在进行扭曲试验时,车辆的最小轮轨垂向力随着抗侧滚扭杆的等效侧滚角刚度、轴箱悬挂系统和中央悬挂系统垂向刚度的增大而减小,使车辆的脱轨安全性趋于恶化。在曲线线路上运行时,轮轨横向作用主要受制于轴箱纵向和横向定位刚度,改变转向架轴箱定位刚度会影响车辆脱轨安全性。