转向架主要参数对机车车辆车体弯曲振动的影响

介绍了用传递矩阵法求取考虑了转向架构架弯曲刚性的转向架、车体的振动响应解析方法，并以日本新干线动车为例，计算了与轨道垂直变形相对应的车体振动响应。在此基础上，研究了转向架构架弯曲刚性等转向架参数对车体弯曲振动及垂向系统乘坐舒适性的影响。研究结果表明，转向架构架的弯曲刚性对车体一次弯曲振动影响不大，但转向架构架刚怀降低会导致１０ＨＺ以上高频区二次以上的车体弯曲振动加大，使乘坐舒适性恶化，文中还阐明了     

车辆的防振装置——牵引连杆用位移依存性缓冲橡胶

<正>牵引连杆是连接转向架和车体,将发动机等的驱动力和制动力传递给车体的零件。转向架的振动也通过牵引连杆传递给车体,由此引发了车体的垂向弯曲振动(以下称弯曲振动),造成乘坐舒适性降低。此发明是在牵引连杆两端的转向架与车体结合部位使用的缓冲橡胶上设计出微小缝隙,以此隔绝转向架传递的振动,抑制车体弯曲振动的发生,只要用它替换目前已装用的缓冲橡胶即可(见图1)。图1装有位移依存性缓冲橡胶的牵引连杆     

孟买地铁转向架与车体垂向耦合振动分析

针对孟买地铁车辆,运用刚柔耦合的车辆振动模型,研究弹性车体与构架耦合振动,分析车体弹性对平稳性的影响。分析表明,车体刚度越大,车体弹性对平稳性的影响越小;随着转向架一系垂向刚度的增加,构架的浮沉频率会逐步增加;通过参数优化,当构架浮沉频率与车体垂向一阶弯曲频率相近时,不会发生车体垂向弯曲共振现象。     

车体与转向架连接要素的合理化——改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的上下振动对乘坐舒适度影响问题时，不仅要考虑通过空气弹簧产生的车体上下振动，还必须考虑通过摇枕、单联接杆、心盘座等介于车体与转向架之间连接要素产生的车体振动。另外，为改善乘坐舒适度，力求使车体与转向架系统各特性值的合理化是至关重要的。     

牵引拉杆缓冲橡胶的开发

旋转的轮轴如有稍许质量失衡,就可激发车体弯曲振动,降低乘车舒适度.为防止这种现象,日本铁道综合技术研究所开发了牵引拉杆缓冲橡胶,这是一种面向缓冲橡胶与转向架—车体的安装用橡胶,金属配件间具有微小间隙.利用这种缓冲橡胶,有望隔离来自转向架向车体传递的微小振幅的激振力,降低车体的弯曲振动,确保牵引力的传递和运行的安全性.     

优化车体和转向架间联结要素的特性,提高舒适性

降低车体的弯曲振动地改善铁道车辆乘坐舒适非常重要，弯曲振动与车体和转向架的摇枕纵向拉杆、牵引装置及抗蛇行减振器等联结要素的特性有关。本文介绍了一种新的数学模型，并利用该模型可以对 上联结要素的特性，以及其对乘坐舒适度的影响进行研究。     

用车体与转向架间结合要素特性的合理化来改善乘坐舒适度

在讨论包括车体弯曲振动在内的垂直振动舒适度问题时，不仅要考虑空气弹簧的垂直加振问 题，还必须考虑通过摇枕拉杆、连杆、支点座等介于车体与转向架之间结合要素的车体加振 。另外，为改善乘坐舒适度，力求车体、转向架系各特性值的合理化是至关重要的。 　　考虑到空气弹簧以外的车体与转向架间的结合要素，用车辆模型将舒适度水平LT作为评价 量，通过各特性值来研究改善车辆的舒适度效果。在此，特别是对具有一根联杆(拉杆)的车 辆，弄清了它们的特性值和车体弯曲振动的关系，详细研究了它们对LT带来的影响。 　　此次结果可知，一根拉杆支持部分橡胶刚性对LT的影响很大。另外，从有效改善乘坐舒 适度来考虑，它不是各特性值个别的合理化，而必须是整体的合理化。 　　　　　　　　　刘　鑫　译自《RRR》2000， №5，31 　　　　　　　　　刘凤刚　校     

单层双层集装箱车体振动特征分析

为了分析单层双层集装箱车体振动特征及成因，利用柔性体接口处理技术对策（ITTS），建立了单层双层集装箱专用车辆刚柔耦合模型，并进行了整车模态分析对比和基于轨道谱的车体振动特征分析对比。这两种车体的结构型式是截然不同的，单层车体是利用一根纵梁构成的“鱼刺”形结构，而双层车体则是利用两个边梁构成的“落下孔”型结构。在三大件转向架的摇枕悬挂中，斜楔摩擦“卡滞”所产生的动力作用使单层车体形成了具有二阶垂向弯曲模态振动特征的弹性振动。由于通用转向架的摇枕悬挂与双层集装箱装载方式所形成的惯性特征不匹配，双层车体运动模态振动频率过低，如点头、摇头和侧滚等，造成车体结构产生伴随模态振动。因为双层车体具有“落下孔车”结构特征，其横向稳定性比较差，因而双层车体弹性振动特征与装箱方式有关，只有在上下20ft×2装箱时才出现一阶弯曲模态振动，其他装箱方式则主要表现为车体横向振动。     

货车转向架参数匹配对车辆横向稳定性的影响（上）

利用现代计算分析方法（ＭＣＡＭ）和现代测试分析方法（ＭＴＡＭ），分别对贫车转向架与车体的匹配，轮轨接触的匹配及转向架，车体结构参数和悬挂参数的匹配对铁道车辆振动性能的影响，进行了理论分析和试验分析，从这些分析中可知，转向架匹配参数选择的合适与否，极大地影响着车辆的振动性能，为了使铁道车辆取得良好的动态性能，在设计新型和改进现有铁道车辆时，应对转向架的匹配参数进行优化选择，以期获取最佳的车辆匹配参数     

基于模态追踪的地铁车辆低频横向晃动分析

为研究车体低频横向晃动的原因及提高旅客乘坐舒适性,首先依据模糊数学的欧式贴近度准则,有效追踪和分析了车辆各刚体模态随速度变化的情况;其次,基于欧式贴近度定义整个系统所有模态之间的耦合度;最后,以降低车辆系统的耦合度为优化目标,对悬挂参数进行优化。计算结果表明:在某一速度下,当转向架蛇行运动的频率与车体横向振动的固有频率接近时,两者振型极为相似,欧式贴近度接近于1,转向架蛇行运动与车体横向运动发生共振,使车体横向发生低频晃动,此时车辆系统耦合度最大。对车辆悬挂参数优化后,可有效降低系统内的耦合度,减少转向架蛇行运动对车辆横向振动的影响,消除车体低频晃动现象。     

考虑车体弹性效应的铁道客车系统振动分析

建立了铁道客车垂向振动系统数学模型。将车体看成两端自由的均质等截面欧拉梁,并考虑二系悬挂采用半主动减振器,导出客车系统的运动微分方程组,给出客车系统各模态共振速度的定义和计算公式。共振速度是车辆系统的固有属性,车体弹性振动各模态共振速度由车体的自振频率和车辆定距决定。计算车体一阶和二阶弯曲振动共振速度及对应的轨道波长,进行了客车系统在轨道简谐输入情况下的幅频特性分析和随机输入情况下的随机响应分析。通过计算可知,为了减小车体垂向共振峰值,车体一阶弯曲自振频率应尽量离开构架的浮沉自振频率;由于车体弹性振动的影响,车体端部的振动加速度和位移要大于中部,弹性车体模型的平稳性指标大于刚性车体;采用半主动减振器能够显著降低车体的加速度、位移和平稳性指标,但会使构架的加速度和位移有所增大。     

基于车辆系统稳定性分析的晃车现象研究

基于多体动力学软件MSC.ADAMS的Rail模块建立CRH2高速检测车的动力学仿真模型,并利用实验数据对该模型进行验证,结果表明所建立的动力学仿真模型准确.利用该模型对CRH2高速检测车进行稳定性分析的结果表明:CRH2高速检测车上心侧滚振型的阻尼因子绝对值随着车速的提高先增大后减小,在100km·h-1附近达到最大;随着车速的提高,转向架整体蛇行振型的阻尼因子绝对值也呈先增大后减小的趋势,在运行速度为230 km·h-1时达到最大,表明此时CRH2高速检测车稳定性最佳.分析晃车现象的结果表明:轮轨关系不匹配使转向架整体蛇行振型的阻尼因子过小,导致晃车现象,在仿真中将轮对内侧距由1 353 mm改为1 360 mm后,晃车现象消失;当速度为200 km·h-1时,CRH2高速检测车上心侧滚振型的振动频率为1.6Hz,阻尼因子为负且非常接近0,导致上心侧滚振动衰减较慢,从而也会产生晃车现象.晃车现象与车辆系统的蛇行失稳不是同一概念,在实际的应用中应加以区别.     

SS7E型电力机车横向晃动问题的理论分析

基于系统工程思想，运用TTISIM动力学仿真软件，详细分析了机车在直线轨道上车体与构架横向振动位移，发现该机车在80km／h和100-130km／h速度范围之内存在较剧烈的横向振动现象。这与目前该机车在试运行过程中所发现的问题相一致。为有效地抑制机车横向异常晃动，在保持转向架结构不变的前提下，对机车悬挂参数进行了优化，并在此基础上提出了2套综合改进方案。     

运用频响函数分析机车车辆二系悬挂的减振性能

提出了频率响应函数估计的试验研究方法,并以构架振动为输入、车体响应为输出来研究车辆的二系悬挂减振性能。分析表明,SW—160型转向架的二系悬挂在0.5Hz和1.7Hz附近有较高的横向传递率,而209HS型转向架在1.8Hz附近的垂向传递率比SW—160型转向架高。运用SPAMP方法找到了SW—160型转向架横向传递率较高的原因,据此调整了二系悬挂,重新进行了在线测试和试验分析。构架至车体响应的频响函数估计表明,调整二系悬挂后,SW—160型转向架在0.5Hz和1.7Hz处的横向传递得到了有效的控制,横向减振性能显著提高。     

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。     

轨道交通车辆模态参数辨识方法研究

运用子空间辨识数值算法直接辨识出轨道交通车辆动力学系统的状态方程,对系统矩阵进行特征值分解后获得模态频率和阻尼比,运用稳态图来确定系统的物理极点,最后获得所识别系统的模态参数。利用此法,对轨道交通车辆垂向仿真模型进行了模态参数辨识研究。研究结果表明:如以轨道不平顺作为车辆输入、以车体和构架的位移响应作为系统输出进行辨识,则即使在噪声信号较大时,仍能获得良好的识别效果;运用仿真模型的加速度输出信号进行辨识时,车辆模态参数的识别精度受噪声影响很大;当噪声信号为原信号的5%时,以构架加速度作为输入、车体振动响应作为输出,仍能有效地识别车体的模态参数。     

整备状态下的轨道交通车辆车体模态计算分析

推导了多自由度刚体振动系统振动频率和特征向量的解析方法,研究了轨道交通车辆车体设备悬挂方式及其垂向悬挂刚度与车体系统振动频率和车体各阶振幅之间的关系。以某轨道交通车辆车体模态分析为例,对车体模态分析过程中悬挂设备的模拟方法、车体内装和设备的刚度,以及乘客质量对车体一阶垂弯和扭转频率的影响进行了深入分析和试验对比。研究结果表明,设备悬挂方式和悬挂刚度的选择对车体频率有非常显著的影响;与试验相比,考虑设备悬挂刚度、内装和设备自身刚度时对车体主要振动模态有显著提升,应在车体结构设计时予以注意;乘客质量对车体主要振动模态频率几乎没有影响。     

机车车体和转向架模态分析研究

分析了国内外机车车体和转向架模态分析的现状,对其中存在的问题和评价方法存在的差异进行了分析,以现有的车体和转向架为例,对其在整备状态下的模态进行分析,其中重点研究在对车体和转向架进行模态分析时模型的建立问题。通过对采用不同的分析模型所得到的模态分析结果进行比较,提出了对车体和转向架模态分析有关模型的处理及评判的结论和建议。     

一种多通道信息融合的横向减振器性能退化阶段辨别方法

对于转向架这样复杂的系统,分布在系统不同位置的传感器可以实时检测大量数据。这些数据能够反映高速列车运行过程中转向架关键部件的性能退化状态,但单一通道的振动信号存在着信息缺失、信噪比低等缺陷,无法据此实现转向架关键部件性能退化阶段的精确辨识。因此,本文以横向减振器为研究对象,通过对转向架振动数据相关性分析,提出了车体和转向架上多个通道的振动信号共同用于横向减振器性能退化阶段辨识的方法。并通过构建基于CNN的多通道信息融合模型,将多个通道信息进行融合,实现了横向减振器性能退化特征的自适应提取与阶段辨识。将该方法与基于单个通道的方法进行比较,结果表明,该方法能够精确实现横向减振器间隔10%的性能退化阶段辨识。