抬轮器垂向刚度对运输故障动车通过曲线的影响

针对仿真过程中出现抬轮器车轮轮轨垂向力为零的现象,建立抬轮器—故障车辆动力学模型,基于Matlab和Simpack软件分析抬轮器运输故障动车通过缓和曲线时出现轮轨垂向力异常现象的原因,研究垂向刚度对其承载特性的影响。结果表明：过大的垂向刚度使抬轮器轮对一侧悬空,出现轮轨垂向力为零的现象;抬轮器应选取适宜的垂向刚度,否则会造成一侧车轮轮重减载过多,影响其安全性能;通过缓和曲线时,由于构架相对轨面存在反向侧滚,造成抬轮器轮对呈现出相反的承载特性。     

抬轮器对工程车过道岔动力学性能的影响

基于多体动力学软件建立工程车、轮轴故障工程车、抬轮器、9号右开道岔模型,分析轮轴故障工程车一位轮对轮轴故障时,安装抬轮器后侧向过道岔的行车安全性。仿真结果表明,轮轴故障工程车安装抬轮器后能够以限速30 km/h侧向安全通过9号道岔;一位轮对在添加抬轮器后,轮轴故障工程车过道岔的速度对车辆的动力学性能影响较明显;一位轮对在被抬高5、10、40、80、120 mm以30 km/h侧向过道岔时,较低的抬轮高度一定程度上对车辆动力学性能有益。     

“车辆轮轴故障救授抬轮器”重载运行试验成功

2007年10月17日，太原铁路局科研所在朔州车务段——里八庄专用线3—4道组织了“车辆轮轴故障救援抬轮器”重载运行试验，并委托太原理工大学工程力学实验中心进行了抬轮器应力、轴温等运行参数的检测。试验采用SS4机车牵引一组牵引式车钩三联挂C80重车，抬轮器安装在机后第6轮对的车轮下。试验运行里程15km，最高运行速度30km／h，往返过道岔6次。试验取得了成功。     

“车辆轮轴故障救援抬轮器”重载运行试验成功

2007年10月17日,太原铁路局科研所在朔州车务段—里八庄专用线3-4道组织了"车辆轮轴故障救援抬轮器"重载运行试验,并委托太原理工大学工程力学实验中心进行了抬轮器应力、轴温等运行参数的检测。试验采用SS_4机车牵引一组牵引式车钩三联挂C_(80)重车,抬轮器安装在机后第6轮对的车轮下。试验运行里程15km,最高运行速度     

路局科研所研制的救援抬轮器进行装车运行试验

2007年7月23日,太原铁路局科研所在大秦线湖东车辆段组织了"CT型车辆轮轴故障救援抬轮器"的装车运行试验。该抬轮器主要用于车辆轮轴热轴等行     

100%低地板轨道车辆的动力学分析

运用SIMPACK多体动力学仿真软件建立了一种采用小轮径传统轮对转向架的100%低地板轨道车辆模型,并分析了初始参数下车辆的稳定性和平稳性。结果表明:(1)该车辆具有良好的稳定性;(2)该车辆的垂向平稳性为优,横向平稳性较差。为了改善车辆运行的横向平稳性,对转向架悬挂参数进行了优化,最后在空车工况和定员工况下对优化后车辆的动力学性能做了进一步分析。     

悬挂式单轨车辆走行轮失效对曲线通过及运行平稳性影响的仿真分析

悬挂式单轨车辆走行轮在车辆运行中起到承载和传力的重要作用,其走行轮失效对悬挂式单轨车辆运行性能有重大影响。通过多刚体动力学理论建立悬挂式单轨车轨耦合动力学模型,仿真分析了不同工况下走行轮失效对单轨车辆曲线通过及运行平稳性的影响。仿真结果表明:空载状态下走行轮失效的悬挂式单轨车辆在曲线半径100 m的线路上限速为35 km/h,而满载状态下走行轮失效的车辆一直处于不安全状态,需要尽快行驶到就近站点疏散乘客;同侧走行轮失效对单轨车辆的影响趋势基本一致;在相同行车速度下,走行轮失效时竖向平稳性指标出现了部分数值超过3.0的情况,说明走行轮失效时车辆的运行平稳性会变差。仿真研究结果可为走行轮失效的悬挂式单轨车辆运行提供参考。     

轮对柔性对车辆动态曲线通过性能的影响研究

为了研究车辆系统中轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能的影响,运用多体系统刚柔耦合动力学理论,通过有限元软件ANSYS将轮对柔性化处理后导入多体动力学软件UM中,建立考虑轮对为柔性的某型高速车辆刚柔耦合动力学模型,研究轮对柔性对高速车辆动态曲线通过的各项安全性能指标及平稳性的影响,对比分析不同工况下轮对刚性与柔性对高速车辆动态曲线通过时的动力学响应。结果表明:刚柔耦合动力学模型的脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和垂向平稳性指数较多刚体动力学模型均有不同程度的降低,而轮轨接触角、轮对侧滚角位移和横向平稳性指数较多刚体动力学模型有所升高。考虑轮对的弹性效应对车辆动态曲线通过性能有一定的影响,柔性轮对较刚性轮对更能真实地反映车辆系统的动力学性能。     

“CT型车辆轮对故障救援抬轮器”进行现场模拟救援演示和操作培训

2008年2月28日，路局安监室在太原东站组织了“CT型车辆轮对故障救援抬轮器”的现场模拟救援演示和操作培训，铁道部运输局有关领导、路局常务副局长杨国秀、总工程师王启铭亲临现场指导。大秦公司、各车务段、各车辆段等救援队人员参加了演示和培训。演示圆满结束后，常务副局长杨国秀作了重要讲话，对这次演练活动给予了充分的肯定，对该抬轮器在保证运输安全中的作用给予了高度评价，要求路局科研所确保产品质量，按时完成大秦线各救援队的抬轮器配套工作，为大秦线重载运输安全作贡献。     

水平轮垂向刚度对跨坐式单轨车辆曲线通过性能影响的仿真分析

基于多体动力学理论,利用UM建立了跨坐式单轨车辆动力学模型.在轨道参数和车辆运行速度不变的情况下,仿真分析了不同水平轮垂向刚度下的单轨车辆曲线通过性能评价指标.仿真计算结果表明:在水平轮垂向刚度变化范围内,车体振动加速度和平稳性指标均满足国家相关标准要求,且评定等级均达优;随着水平轮垂向刚度的增大,车辆的曲线通过性能明显转好,但车辆的平稳性指标和振动加速度却逐渐增大,使乘客乘坐舒适度有所下降;当水平轮垂向刚度增大到一定程度时,车辆的曲线通过性能受其影响变小.     

轨距可变式货车动力学性能分析

根据变轨距货车转向架结构特点建立车辆动力学仿真模型,整车模型包括7个刚体,34个独立自由度和8个非独立自由度。阐述了模型中涉及的非线性环节以及处理方法。计算分析了车辆在不同轨距线路运行时空、重车工况下的直线运行稳定性、运行平稳性和曲线通过性能等各项性能指标。分析结果表明,轨距可变式货车车辆的动力学性能指标满足相关技术标准,轮对绕x轴和z轴的转动惯量和车轮滚动圆横向跨距这3项参数是造成变轨距车辆在准轨位和宽轨位性能差异的主要影响因素。     

悬挂式单轨车辆导向力矩优化研究

从车辆设计及系统动力学参数优化的角度出发探索优化悬挂式单轨车辆导向性能的方法。首先对悬挂式单轨车辆结构进行分析,在此基础之上建立悬挂式单轨车辆拓扑构型关系和基于多体动力学的动力学仿真模型;然后对悬挂式单轨车辆系统动力学参数进行灵敏度分析,筛选出对悬挂式单轨车辆导向力矩影响显著的参数;最后以影响显著的系统动力学参数作为优化设计变量,以车辆曲线通过性能和平稳性作为优化约束条件,采用NSGA-Ⅱ遗传算法作为优化算法,运用多体动力学软件(ADAMS)与多目标优化软件(modeFRONTIER)联合对悬挂式单轨车辆导向力矩进行优化分析,并对优化结果的有效性和可行性进行验证。优化结果表明:在满足给定约束条件下,当空气弹簧垂向刚度、空气弹簧横向刚度、走行轮垂向刚度、走行轮侧偏刚度、导向轮径向刚度达到最优解时,悬挂式单轨车辆的导向力矩降低了26.57%～38.57%,悬挂式单轨车辆的导向性能得到了有效提高。     

悬挂式独轨车辆动力学仿真研究

分析了悬挂式独轨车辆的结构特点,并应用软件Simpack建立车辆多体模型,探讨悬挂式独轨车辆稳定性、安全性、平稳性性能评判方法。通过仿真分析不同载客量悬挂式独轨车辆在曲线及横风作用下的响应表明,悬挂车体的横移量及走行轮、导向轮的载荷是车辆的动力学性能重要评判参数,且有相应的限值。讨论导向轮合理的预压力大小的确定方法,并给出计算模型的初步预压力的具体数值。     

横风作用下地铁车辆运行平稳性及安全性分析

[目的]城市轨道交通列车在高架线路上运行时,横风对车辆运行的平稳性和安全性有较大影响,需要对横风作用下地铁车辆的动力学性能进行更为深入的研究。[方法]在MATLAB软件中分别采用3种经典的横风风载模型(定常稳态风载模型、瞬态中国帽风载模型及非定常随机风载模型)模拟动态风场,在SIMPACK软件中建立单节编组车辆的精细化刚体动力学模型,将3种风载模型作为外部激励分别施加到车辆上;对比分析了车辆在直线上运行时不同风载模型、不同风速、不同车速对地铁车辆运行平稳性的影响;从安全设计角度出发,选取非定常随机风载模型,对车辆在曲线上运行时的平稳性及安全性进行分析,探究了不同风速下车辆运行速度的安全域。[结果及结论]在横风作用下,地铁车辆车速、风速均对车辆的运行平稳性及安全性有显著影响。车辆高速运行时,风速对车辆的横向振动影响更为突出。3种横风风载模型中,非定常随机风载模型对车辆的平稳性影响最明显;基于对车辆平稳性及安全性的分析,给出了不同线路形态(直线或曲线)、不同风速下的车辆限速值。     

中国标准地铁列车时速80公里B型车关键悬挂参数研究

根据中国标准地铁列车时速80 km B型车的设计要求和相关标准建立车辆动力学模型，基于车辆系统模态特性与运行速度、悬挂参数的相关性，利用傅里叶幅值扩展法对不同变量因子的灵敏度进行分析。依据动力学指标建立优化设计模型，对一系悬挂参数和二系悬挂参数进行优化组合，利用优化后的悬挂参数对车辆在不同工况下的动力学性能进行评估，并结合“车辆-轨道”耦合动力学模型，简要分析了车体和转向架模态对车辆平稳性和振动的影响。计算结果表明，基于优化后的悬挂参数，中国标准地铁列车时速80 km B型车的各项动力学性能满足标准和设计要求，车体和转向架的耦合性较弱，车辆系统有一定的安全裕量。     

高速客车轮对动力学性能的比较

为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。     

一系水平悬挂刚度对高速客车动力学性能的影响研究

基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用多体动力学软件建立了某型高速车辆动力学模型,研究了高速车辆系统在刚性轨道上运行时,一系水平悬挂刚度参数对车辆横向运行稳定性、曲线通过性能及平稳性的影响。结果表明:一系悬挂横向及纵向刚度参数较大时,车辆系统的非线性临界速度、脱轨系数、轮重减载率和轮轴横向力均呈现出较大的值且垂向平稳性下降,而当横向刚度参数较小时,车辆系统的横向平稳性下降。一系横向及纵向刚度参数取值要在合理范围内并尽可能得到最优值,既要满足车辆系统良好的稳定性及曲线通过性能,又要保证车辆系统具有良好的平稳性。     

轮/轨接触几何参数对高速客车动力学性能的影响

为研究轮轨关系对高速铁路车辆动力学性能的影响,选择中国车轮踏面LMA与钢轨断面CHN60、日本新干线圆弧车轮踏面JP-ARC与钢轨断面JIS60和欧洲标准车轮踏面S1002与钢轨断面UIC60,应用AD-AMS/Rail软件,考虑轮对内侧距从1 353 mm变化到1 360 mm的情况,计算分析高速客车的临界速度、脱轨系数、车辆运行平稳性以及车辆稳态曲线通过的轮轨磨耗指数。车辆动力学仿真计算中均采用基于先锋号客车基本参数建立的车辆动力学模型。分析轮轨几何参数对高速车辆运行平稳性和稳定性的影响,结果表明:增大轮对内侧距可以改善舒适性,减小磨耗,提高临界速度。     

轮对不对称磨耗对车辆动力学性能的影响

高速列车服役过程中,轮对的不对称磨耗对车辆的动力学性能有重要影响。文中采用多体动力学方法,建立车体动力学模型,通过仿真计算研究了轮对不对称磨耗对车辆动力学指标的影响,得出如下结论：随着轮径差的增大,车辆的稳定性、平稳性及曲线通过性能等都有不同程度的下降。因此,高速列车服役过程中应加强轮对状态检测,以保证列车运营的安全性。     

一种单空气弹簧的胶轮路轨APM车辆走行部方案

针对胶轮路轨APM车辆横向平稳性较差问题,文章对现有APM车辆走行部结构进行分析,并以APM300型车辆走行部为例提出了一种单空气弹簧走行部的优化方案,即在转向驱动桥的轴桥中部设置一个大柔度的空气弹簧,由单空气弹簧提供悬挂系统的垂向和横向弹性。动力学仿真结果表明,该方案能够明显改善APM车辆的运行平稳性,并使车辆具有良好的曲线通过性能。