450 kW分体式内燃液传动力包自主化设计

针对内燃动车组,研制设计一种结构简单、稳定可靠、效率高、使用维护成本低的分体式内燃液传动力包,整体悬挂于车体地板面下部,用于动车组的牵引动力和辅助用电。冷却系统单独集成安装于车顶,布置方式更加合理,可节省安装空间和整车重量,降低整车制造成本和后期的运维成本,介绍了分体式内燃液传动力包结构组成、工作原理、技术参数,并通过振动、强度、模态仿真分析计算等进行验证,计算结果表明：动力包在其工作转速范围内的振动烈度为B级,符合ISO 10816-6标准要求,静强度和疲劳强度满足EN 12663-1标准中P-I类对车体设备的要求,动力包安装框架模态可以避开车体振动频率,不会发生共振现象。     

具有分数阶特性悬架的垂向振动特性研究

选取含分数阶微分项的1/4车辆动力学模型为研究对象,应用拉氏变换法推导出车身加速度、轮胎动载荷和悬架动挠度3个性能指标的频响函数,分析了分数阶微分项参数对悬架振动特性的影响.结果表明,分数阶项参数会影响悬架振动幅频响应特性.应用数值方法计算出非线性悬架系统车身振动幅频响应曲线,研究发现振动幅值随分数阶微分项参数值的增加...     

高速列车车体与动力包设备耦合振动分析

为研究车体与动力包结构耦合振动特性,计算车体固有模态以及低阶振型,建立了包含车下吊挂动力包的城轨车辆刚柔耦合振动模型,优化分析了动力包结构吊挂参数对车体振动特性的影响。计算结果表明:车体一阶弯曲频率对车辆垂向性能的影响要大于二阶弯曲频率。将动力包的振动以周期激励形式输入模型,当激振频率达到9.5 Hz和16.5 Hz时分别与车体的一阶和二阶弯曲频率相叠加,在此频率下车体的平稳性指标迅速恶化,因此在车辆设计过程中应尽量避免发生该频率下共振。     

基于SIMPACK的车下设备垂向隔振参数研究

以具有双层隔振系统的柴油发电机组为研究对象,对轨道列车车下悬挂设备与列车车体之间的耦合振动进行研究。首先建立起一个三自由度的力学模型进行振动分析,然后据此建立对应的车体-动力包耦合振动微分方程,并推导出动力包的振动烈度与垂向隔振参数之间的函数关系,最终选取振动烈度作为评价准则,研究在双层隔振系统中隔振弹簧的两大参数垂向刚度和垂向阻尼对振动烈度产生的影响。结果显示:列车隔振系统中隔振器刚度主要对列车运行平稳性产生影响,而隔振器阻尼则主要影响列车柴油发电机组的振动烈度;参考列车运行平稳性及柴油发电机组振动烈度两大指标,可以为列车隔振系统参数的选取提供一定的参考依据。     

车体弹性效应下的垂向振动特性研究

针对高速列车车体弹性振动影响悬挂部件的安全性及乘坐舒适性问题,建立考虑车体弹性的高速列车垂向刚柔耦合动力学模型,车体视为两端自由均质等截面欧拉-伯努利梁,在频域内研究弹性效应下的振动特性及其传递关系。分析结果表明,在特定轨道不平顺波长激励下,车体对称模态响应为零,而反对称模态响应最大;反对称模态响应为零,而对称模态响应最大。当车体固有频率与激励频率一致时,车体会产生共振。一阶垂弯共振速度与共振波长对列车运营有重要影响,一阶垂弯模态频率处车体相关频响函数加速度传递率最大,对车体振动贡献最大,速度越高,对一阶垂弯频率要求越高。提高车体结构阻尼和一系垂向阻尼、适当降低二系垂向阻尼可提高车体垂向运行平稳性。     

内燃机车柴油机振动烈度评定方法探讨

从机车在"0位"时柴油机晃动现象入手,对"柴油机振动烈度评定方法"进行了分析探讨。重点对测量点、测量参数计算、评定准则进行了阐述,重新提出了"柴油机振动烈度评定方法",同时给出了振动位移的控制值。     

高速列车车体模态贡献量对振动的影响分析

为找出高速列车车体主要模态对车辆振动的影响规律,引入BGCI向量法对车体模态贡献量进行计算。建立某高速列车刚柔耦合模型,采用随机子空间法对车辆工作模态参数进行识别,通过模态置信判据MAC对主要模态进行判定,计算在不同运行速度下车体的模态贡献量。结果表明,车体刚体模态贡献量随列车运行速度增加逐渐减小,当列车运行速度低于120km/h时,车辆刚体模态贡献量大于弹性模态,速度高于120km/h时反之。当列车速度大于80km/h时,车体的菱形模态、垂向弯曲模态、扭转模态对车体振动贡献值逐渐增大(最大为0.035m/s2),弹性模态对振动贡献量明显增加。本文研究的模态贡献量与车辆振动关系可以为车辆振动控制提供理论支撑。     

城市轨道交通低频减振轨道结构研究

针对城市轨道交通常规减振型轨道结构在低频域(30Hz)范围内因共振放大低频振动的现象,提出一种被动式动力减振轨道结构。基于扩展定点理论和有限单元法,利用最优同调和最优阻尼条件,得到抑制浮置板轨道1阶模态振动的最优刚度和阻尼。以短型钢弹簧浮置板轨道为例,建立车辆-被动式动力减振浮置板轨道耦合动力学模型。计算结果表明:被动式动力减振浮置板可有效抑制13 Hz(短型浮置板1阶固有频率)附近的振动加速度,质量比为0.2时被动式动力减振浮置板使13Hz处振动降低12dB;被动式动力减振浮置板使弹簧支点反力在13Hz附近的峰值明显降低,有效降低传递至周围建筑物的低频振动;被动式动力减振浮置板轨道结构的质量比越大,其对1阶模态振动的减振效果越好。     

列车荷载作用下轨道箱梁结构TMD减振效果研究

为了解决高架轨道桥梁结构引起的振动及二次结构噪声问题,研究多模态TMD对轨道箱梁结构的减振效果。首先,利用有限元法建立轨道箱梁结构动力分析模型,通过约束模态分析确定其受控模态;然后,基于TMD定点理论及多自由度等价质量识别法,计算箱梁附加TMD的最优设计参数,并利用列车荷载-轨道箱梁-TMD耦合分析模型,研究多模态TMD对轨道箱梁结构低频振动的控制效果。研究结果表明：(1)轨道箱梁结构第2阶模态振动贡献最大,振型贡献率为0.784,其次是第10阶和12阶,可同时作为受控模态进行附加TMD设计;(2)在附加了多模态TMD减振系统后,轨道箱梁结构低频共振能量显著降低,且振动控制效果和质量比大小成正比关系;(3)列车荷载作用下,轨道箱梁结构附加一定质量比组合的多模态TMD后,固有频率附近频段5～10 Hz、20～31.5 Hz的加速度响应幅值显著降低,Z振级最大可减振3.91 dB。     

基于OptiStruct的辅助变流器盖板及吊耳优化

采用Ansys软件对地铁高频辅助变流器柜体进行模态分析,可知辅助变流器柜体第一阶振动频率对应的振型为盖板法向振动。为增强盖板的刚度,以提高盖板第一阶振动频率为目标,在OptiStruct软件中对其进行形貌优化。同时,为减轻吊耳重量,对吊耳进行了拓扑优化。优化结果表明:辅助变流器柜体的第一阶振动频率提高32.0%,吊耳减重21.0%,优化效果较为明显。     

铁道车辆模态性能研究现状及其运用探讨

对国内外铁道车辆模态性能标准及相关要求进行了系统归纳，介绍了2项中国中车重大课题的相关研究背景和研究成果，在此基础上，对某型动车组控制车抖车问题进行了模态分析和动力学性能仿真分析。分析研究认为，加强车轮踏面等效锥度的管理可以有效防止控制车因转向架二次蛇行导致车体抖动，而车体一阶呼吸模态、一阶垂弯模态、一阶菱形模态对车体振动加速度和运行平稳性指标具有显著影响，在结合运用经验的基础上，提出了控制车模态规划建议。     

机车车体第一阶模态的研究

建立了机车车体结构特征的分析用模型，包括机车活动顶盖参与或不参与承载的2种情况。用不同的单元将结构离散，计算了结构的振动模态。对第一阶模态的振型作了分析比较，并以SSTD电力机车车体为例进行了有无顶盖时的模态计算，说明顶部刚度对车体第一阶模态振型的影响。     

频响函数在地铁弹性车轮上的应用

根据固体振动噪声与固体振动速度的关系理论，用有限元法对承剪型弹性车轮进行模态,分析计算该车轮的速度频响函数。在与刚性车轮速度频响函数比较后，得到弹性车轮的噪声特性，为低噪声城市轨道交通车辆的开发提供参考。     

100％低地板轻轨事辆动力学计算分析

建立了100％低地板轻轨列车的动力学计算数学模型，编制计算程序求解得到列车的刚体振动特性，分析了主要阻尼参数对列车刚体模态的影响。运用SIMPACK软件，建立相应的动力学计算模型，验证该数学模型及程序的准确性。     

基于PolyMax模态参数识别法的轴装式制动盘模态试验

针对结构复杂的轴装式制动盘模态参数无法采用有限元法快速准确识别的问题,基于PolyMax模态参数识别原理,搭建制动盘模态试验系统;采用锤击法进行轴装式制动盘的模态试验,运用PolyMax法对采集的频响函数数据进行模态参数识别,提取制动盘前10阶模态、阻尼和振型参数,分析制动盘的模态特性和传感器附加质量对制动盘模态频率的影响。结果表明:传感器附加质量对制动盘结构模态频率无影响;制动盘振动模态形式主要有周向模态、径向模态和混合模态3种类型,在频率1 627 Hz附近存在频率几乎一致的重根模态,模态复杂性比较低,近似为实模态振型,满足循环对称结构的典型模态振型特征;PolyMax模态参数识别法能快速准确地识别轴装式制动盘的模态参数,可为制动盘动力学特性分析和结构优化设计提供基础。     

车下设备悬吊方式对车体振动的影响

利用有限元Ansys和多体动力学Simpack软件建立了高速轨道车辆三维刚柔耦合动力学模型,研究了车下设备采用弹性和刚性2种悬吊方式对车体振动的影响。仿真结果表明,设备采用弹性悬吊方式可以有效降低车体弹性振动,尤其是对振动能量贡献最大的一阶弯曲振动,但对刚体模态低频振动的影响不大。同时将滚动振动试验台数据和仿真数据进行对比,二者能够有效吻合,验证了理论模型的正确性。本文研究的结果为车下设备悬吊方式设计提供了理论依据,为工程应用提供参考。     

基于模态参数的工程结构损伤识别方法

介绍了结构故障诊断的技术手段以及应用振动诊断进行结构损伤识别的研究现状。应用有限元程序进行模态分析和频响分析,得到在不同损伤度的条件下轮对局部模态频率和振幅幅值的变化趋势。提出基于频率移动和模态振型变化来判断结构损伤。     

梯形轨道系统动力特性及减振效果试验研究

采用锤击法,对梯形轨道系统(简称梯轨)进行动力特性试验。利用变时基传递函数细化分析方法,解决力信号时域波形精度与加速度信号频率分辨率之间的矛盾,提高低频脉冲频响分析精度。根据锤头材料的锤击特性和试验研究的频率范围,分别选择尼龙和钢制锤头进行梯轨模态和减振特性试验研究。结果表明:梯轨的低阶模态分布比较密集,基频为48.6Hz,前3阶模态的阻尼比较高,1阶阻尼比最大,达到6.64%;梯轨的工作频率约为50Hz,在梯轨工作频率之上1/3倍频程中心频率处,传递损失不随锤击力的大小而变化,梯轨的振动衰减系数为常数;梯轨具有较高的减振作用,在0～1000Hz频段传递损失在45dB左右。     

动力吸振器抑制空调管道振动研究

针对空调管道振动过大的问题,对其受力进行了分析,并设计了一种具有双向抑振功能的管道动力吸振器用于振动抑制。利用Workbench对含动力吸振器的空调管道进行模态及谐响应分析。分析结果表明,造成空调管道振动过大的原因是其工作频率与第3阶共振频率相近,引发了共振;安装吸振器可有效降低管道的径向及横向振幅;排气管道中振幅较大的位置是吸振器抑振效果较好的位置。由分析结果可知,具有双向抑振功能的吸振器可为管道振动抑制提供一定帮助。     

基于CAD/CAE/CAT的圆锯床模态分析及集成优化设计

在Solidworks中建立了圆锯床的整机三维模型并导入到有限元软件ANSYS中,在考虑了机床整机结合部的条件下进行模态分析,得到锯床前6阶的固有频率和振型。利用LMS振动噪声测试系统进行了锯床整机的模态测试,通过实测结果来验证理论分析的准确性。通过对比分析确定了立柱为该锯床整机结构在动态特性上的薄弱环节,并针对立柱做出了改进设计方案。使用最新的CAD/CAE集成优化软件ISIGHT对立柱结构进行参数优化设计,以立柱的前三阶模态为优化目标,经过优化循环迭代计算后得到参数设定范围内最优参数值。研究结果表明:从振型上看,有限元分析分析结果中的二、三、四、五阶模态与测试结果的一、三、四、五阶模态分别对应,固有频率数值上二、三阶模态接近实测值,四、五阶模态相差约20%。相比于初始值,第一阶固有频率提高20%左右;第二、三阶固有频率提高幅度达到50%左右。