提速货车转向架试验研究

系统地介绍了中国提速货车在滚动振动试验台所进行的动力学性能试验情况,特别是通过滚动振动试验台试验所进行的参数和结构优化过程,分析了这些货车转向架设计中的得失。对货车转向架性能进行了必要的理论研究,分析了主要参数对转向架动力学性能的影响规律,并提出了转向架设计和定型的意见。     

基于电机动力吸振的高速列车蛇行运动控制

复兴号CR400BF高速动车组动力转向架的牵引电机采用特有的四点弹性架悬方式, 在电机和构架之间安装有横向液压减振器和横向止挡, 首次采用牵引电机作为动力吸振器来控制转向架蛇行运动稳定性和蛇行频率, 从而避免引起车体弹性模态共振; 考虑悬挂参数和轮轨接触非线性, 建立了复兴号动车组非线性多刚体动力学仿真模型, 通过悬挂模态计算和动力学时域仿真, 分析了关键参数对动车蛇行运动的影响规律; 基于将电机作为动力吸振器的原理, 优化了电机节点横向刚度和横向减振器阻尼; 考虑动车组运营中的轮轨匹配随机因素, 组合400种轮轨随机匹配状态, 仿真分析了动车的动力学性能; 开展动车组长期线路动力学跟踪试验, 研究了动力转向架蛇行运动演变规律。仿真与试验结果表明: 牵引电机弹性架悬下的构架横向加速度频谱图从以蛇行频率为主频的单峰值变化为主频在蛇行频率两侧的双峰值, 说明电机起到了动力吸振器的作用; 将电机作为动力吸振器能够提高动车蛇行运动稳定性, 具有不同等效锥度的典型轮轨匹配下非线性临界速度超过500 km·h-1; 动车蛇行运动最高频率被控制在6 Hz附近, 远离车体中部菱形弹性模态频率8.5 Hz, 避免了转向架蛇行运动激起车体弹性共振; 动车组在轨道随机不平顺激扰下, 构架端部横向加速度小于0.5g, 平稳性指标小于2.5, 轮轴横向力和脱轨系数等运行安全性指标满足要求。      

具有水介质条件下的轮轨粘着特性试验研究

在建立高速粘着试验台的基础菜了具有水介质条件下的粘着机理试验研究，得到不同速度条件下的β－ξ特性曲线和最大粘着系数，并与理论计算结果进行比较分析，指出试验结果与理论计算间存在的差距。通过研究。为制定粘着控制策略和方法提供依据。     

多状态多模式机械系统可靠性分析模型

基于混合理论建立多状态多模式机械系统可靠性分析模型。首先按照不同失效机理特征和同一失效机理不同失效等级的特征,把机械系统单元分为不同状态和不同模式,构建多状态多模式机械系统;其次,以混合图表述单元多状态多模式与单元综合多状态的逻辑关系,用混合算子给出由单元多状态多模式分布推导单元综合多状态分布的算法;第三,推导多状态多模式串联单元、多状态多模式并联单元的混合形式;第四,建立混合多状态系统可靠性分析模型,获得多级系统可靠度,避免两状态系统因忽略故障隐患和功能退化状态可能导致的重大危害,避免部件很多时采用独立算法可能出现系统可靠度趋于零的不合理现象。最后,高速受电弓下臂转轴系统可靠性分析的实例表明应用多状态多模式系统可靠性分析模型进行机械系统可靠性评估的有效性和优越性。     

基于受电弓弹性体模型的弓网动力学分析

针对简单链型悬挂接触网及电力机车DSA250型受电弓,基于有限单元法,建立接触网模型和考虑弹性变形的受电弓模型;对弓网的动力学性能进行分析,并与采用质量块受电弓模型的计算数据进行对比.结果表明:当DSA250型受电弓通过该型接触网时,其在未出现离线情况下的最高速度为230 km/h;受电弓前、后滑板表现出不同的受流特性,前滑板相对后滑板有较好的受流;考虑弓头与接触线的相互作用频率高于20 Hz时,40～100 Hz的高频分量在接触力和加速度频谱中占有较大的比重,弓头的变形模态将对弓网的动力学特性起至关重要的作用,如果采用质量块受电弓模型进行计算,将造成该模态的缺失,从而导致计算结果有较大的偏差.     

车轮多边形对车辆动力学的影响分析及在线诊断方法研究

建立了车轮多边形化的车辆轨道刚柔耦合动力学模型,为了研究车轮多边形化对车辆动力学的影响,通过提取轮轨垂向力和轴箱垂向加速度动力学指标,发现车轮高阶多边形会在轮轨接触表面产生高频冲击载荷导致轮轨作用加剧,同时还会激发出轮对和轴箱的一些振动频率而使轴箱振动加强。根据轮轨垂向力限值标准,得到了不同速度下多边形的深度阈值。针对高速列车车轮多边形化的动态特征结合大量的跟踪监测,文中提出了车轮多边形在线诊断方法:通过轴箱垂向加速度频谱在线辨别多边形阶数,定义多边形车轮轴箱垂向加速度系数λ辨识多边形深度。在线诊断的车轮多边形结果与入库检测车轮多边形结果对比,验证了该方法的有效性。     

悬挂式单轨车制动盘摩擦仿真分析

基于ANSYS 12.0有限元软件,建立了日本千叶县0系悬挂式单轨车制动盘有限元模型。根据悬挂式单轨车的实际情况确定了制动初始参数,提出了改进的热功率法,并仿真计算了悬挂式单轨车制动盘在正常制动下的温度场、应力场情况。仿真结果表明:千叶县0系悬挂式单轨车的制动盘在制动时满足性能要求,但存在径向变形过大的问题。     

车轮踏面外形及轮径差对车辆动力学性能的影响

车轮踏面磨耗导致车轮外形改变,使其滚动圆直径产生偏差,对车辆系统的动力学特性影响较大.为了对其影响程度进行表征,依据某动车组车型建立多体系统动力学模型,分析不同磨耗程度下的稳定性、平稳性及安全性指标,研究踏面凹形磨耗对列车运行的影响.动力学仿真分析发现,随着车轮外形和轮径变化的加剧,产生轮轨接触的非对称现象,导致车辆稳定性受到极大影响,平稳性变差.因此,为了保证车辆运行的稳定性及安全性,应设法避免使用外形严重磨耗的车轮.     

高速列车车身表面气动噪声源研究

介绍了计算气动噪声源的宽频带噪声源模型,建立了高速列车三维绕流流动的物理数学模型,数值模拟了在不同运行速度下高速列车在平地、路堤和高架桥上的外部流场,进而利用宽频带噪声源模型对车身表面气动噪声源进行了计算。计算结果表明,3种运行工况下车身表面噪声源的分布规律很相似,而且随着列车运行速度的提高,列车车身声功率及表面声功率都显著增加,因此,降低气动噪声对发展高速列车至关重要。