高速机车万向传动系统动态曲线通过时的动力特性研究

为了研究转向架传动系统高速通过动态曲线时的动力特性,本文以万向传动轴为对象,利用 Ｒ Ｗ 方法建立了系统的力学模型和动力学微分方程。选取 ３６ 种通过动态曲线的典型工况,进行数值仿真。结果表明,万向轴传动比主要受机车运行速度和线路不平顺幅值的影响,而万向轴转速除了受这两个因素的影响外,还与不平顺波长和构件摩擦有关。另外适当增大曲线半径和超高可以改善万向轴传动特性。万向轴动力学分析的结果对电机控制系统、机车运行稳定性以及万向轴的结构设计和线路设计都有很重要的意义。     

货物非均匀装载对高速货运动车组动力学性能的影响

为改变我国现有的物流格局,有效利用我国庞大的高速铁路路网资源,充分发挥我国高速铁路的效能,开行高速货运动车组列车无疑是铁路货运发展的一种新途径.为深入研究货物装载差异引起的载荷不均匀分布对高速货运动车组列车动力学性能的影响,以我国CRH某型动车组为研究对象,建立了八节编组的高速货运动车组列车系统动力学模型.通过设置不同...     

考虑构架柔性的高速车辆曲线通过性能研究

基于多体动力学软件UM建立了CRH2型车的多刚体模型,并将构架考虑成柔性体替换多刚体模型的刚体构架,建立CRH2型车的刚柔耦合模型.分析了车辆在通过曲线时多刚体动力学模型和刚柔耦合动力学模型的动态特性.计算了车辆在不同曲线半径、不同曲线超高、不同长度缓和曲线下多刚体模型和刚柔耦合模型各项安全性指标的差异.仿真表明,一定...     

高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响

为研究高速动车组轮对质量对车辆动力学性能的影响,建立了车辆动力学仿真计算模型,并通过改变其轮对质量在原始值70%~130%范围内变化,得到对应的动力学指标,以揭示轮对质量对车辆动力学性能的影响。计算结果表明:在轮对原始质量附近,随着轮对质量的增加,车辆的临界速度明显降低;车辆的平稳性指标及轮轨垂向力、轮轨磨耗功呈上升趋势;脱轨系数呈现先上升后下降的变化趋势;轮轴横向力和轮重减载率受轮对质量影响不明显。分析结果可以为今后更高性能高速动车组的设计提供一定的理论依据。     

“车-货”耦合的高速货运动车组动力学性能分析

针对货运动车组的特点,在传统多刚体仿真模型的基础上,综合考虑集装器的结构、布置和安装方式,在SIMPACK动力学仿真软件中建立更接近实际的考虑货运动车组车厢和集装器货物的装载加固关系的“车-货”耦合动力学仿真模型.仿真计算了耦合模型在不同速度下的运动稳定性、运行平稳性及曲线通过性能.结果 表明,各项动力学指标均符合要求...     

空气弹簧支撑控制模式对车辆曲线通过性能的影响

目前,我国的动车组CRH1、CRH2、CRH3和CRH5都采用了空气弹簧,其不仅起到支撑车体并隔振的作用,且可以维持车体在不同静载荷下都与轨面保持一定的高度,但它们采用的空簧存在较大的差别,比如CRH3采用的是2点支撑控制,而其他动车采用的是4点支撑控制,且国内铁路提速车辆一般都采用四点支撑控制,与之相关的汽车较多采用...     

高速动车组转向架构架的焊接变形控制措施研究

随着高速铁路事业的快速发展,高速动车组转向架构架焊接质量控制的受关注程度不断提升,这一质量直接关系着高速动车组的平稳、高速、安全运行实现。基于此,本文将简单总结高速动车组转向架构架焊接变形原因,并深入探讨高速动车组转向架构架的焊接变形控制措施,希望研究内容能够给相关从业人员以启发。     

横风作用下的高速磁浮列车曲线通过性能研究

针对横风对高速磁浮列车曲线通过性能的影响问题,以我国高速磁浮列车为原型,建立了 204自由度的车辆轨道垂横耦合模型,施加横风载荷和轨道方向不平顺激励,对列车满载通过曲线线路的工况进行数值模拟.仿真计算和对比分析结果表明:横风作用时,风力引起的迎风侧磁场间隙变小是影响列车安全运行的重要因素.横风效应使列车在单侧压力下的动...     

高速动车组空气弹簧垂向动态特性研究

建立空气弹簧的气动流体力学模型,并推导空气弹簧垂向特性与其回滞曲线几何特征的关系式。基于该气动模型,通过静态及动态仿真试验,着重研究橡胶气囊体积、附加空气室体积及节流孔直径三个结构参数与空气弹簧垂向静态刚度、动态刚度及阻尼特性的关系。在此基础上,使用包含该空气弹簧气动模型的高速动车组整车动力学模型,进一步研究空气弹簧结构参数对车辆垂向平稳性的影响规律。计算结果表明,增大橡胶气囊体积可有效改善车辆垂向平稳性;附加空气室体积达到一定值时,进一步增大对提高车辆垂向平稳性作用不大,应保证附加空气室容积至少为35 L;随着节流孔直径的增大,车辆垂向平稳性指标首先快速减小然后缓慢增大,说明节流孔直径存在一较优取值范围,约为15~25 mm,使车辆垂向平稳性达到最佳。     

轮径差对三大件式转向架曲线通过性能影响分析

轮径差是我国铁路重载货车运用中常见的一类问题,对车辆的运行稳定性和曲线通过性能有较大影响.为揭示轮径差对三大件式转向架曲线通过性能的影响规律,建立了某型敞车动力学模型,对比分析了四种不同形式轮径差下货车曲线动态响应.研究结果表明:不同种类轮径差对转向架通过曲线的影响有所不同,适当程度轮径差有利于车辆动态曲线通过;前导向...     

磁流变耦合轮对车辆高速曲线通过性能研究和探讨

为使磁流变耦合轮对车辆向高速铁路的工程化有较大的进展,建立31自由度的车辆系统数学模型。仿真计算表明：磁流变屈服应力小于某一值和曲线半径小于一定值时,对轮对的横移、摇头、轮轨横向力和车体横向加速度造成的波动较大,有的可能会出现两点接触;屈服应力在随后的一定范围内,车辆在不同半径曲线上的以上性能参数变化平缓且较小;继续增大屈服应力,以上性能参数则增加。因此,当磁流变的屈服应力在一定范围内变化时,磁流变耦合轮对车辆才具有较好的高速曲线通过性能。     

高速动车组轴箱弹簧载荷动态特性

国内目前动车组最高运行速度已达到350km/h。在研究高速动车组轴箱弹簧载荷测试技术基础上,对某型高速动车组动力和非动力转向架轴箱弹簧力进行连续10天的线路测试,总测试里程约为11000km。获得轴箱弹簧力动态特性,给出典型工况下弹簧的载荷时间历程,抽样分析高速直线、曲线、道岔、进出车站、进出车库以及制动等典型运用工况下的弹簧载荷特性,并在统计基础上给出弹簧一定运用里程下的弹簧载荷谱以确定载荷出现幅值、次数与测试里程之间关系。研究结果表明,高速动车组载荷特性与运用线路等级密切相关,且弹簧载荷最大值一般出现在等级更差的进出车库、车站以及联络线区段,测试得到的最大轴箱弹簧动态载荷系数为0.28;频域分析结果表明,高速线路区段弹簧力有1.1Hz左右的稳定振动频率,即该测试线路区段存在波长为100m左右的轨道高低不平顺激扰;另外,高速时由于车轮转动引起的弹簧低幅值动态力的主频率为一般为11Hz。研究结果可用于指导转向架设计以及相关理论研究等。     

轮对扁疤对高速列车转向架振动特性的影响

为准确预测高速列车轮对擦伤对车辆性能的影响,基于车轨耦合动力学和非赫兹接触理论,对新旧两种轮对扁疤的几何外形进行数值描述,建立了考虑轮对扁疤的高速列车动力学模型,分析了轮对扁疤激扰对车辆走行部的影响。结果表明,旧扁疤对走行部冲击要大于新扁疤,随着扁疤尺寸的增大,走行部各部件受到的冲击载荷与振动加速度逐渐增大;随着速度增大,轮轨间垂向冲击先增大、后减少;当扁疤长度为10mm,速度为100km/h 时,轮轨垂向力达到最大值;随着速度增加,走行部簧下部件与簧上部件的振动特性差异不断加大。以轮轨垂向力为判断标准时,轮对扁疤尺寸应限制在30mm以内。     

货运动车组车体-集装箱耦合振动特性研究

目前我国货运动车组正在研制中,货运列车速度的提升将对车辆振动产生重要影响,既有不考虑车-货间耦合作用的研究方式将不再能准确反映高速货运动车组的振动特性。考虑车辆与其所承载集装箱的耦合关系,建立货运动车组动力学模型,研究不同速度等级下车体和集装箱的响应特征,对比车体与集装箱体间是否采用耦合关系的情况下系统振动特征的异同点,获得车体及集装箱在两种模型处理方式下车体端部和中部集装箱、车体、构架横向加速度和摇头角加速度等的时频域特性。结果表明,研究车速200 km/h以上的货运动车组的动力学特性时需要考虑车体-集装箱之间耦合振动关系;考虑车体-集装箱耦合振动关系后,可反映集装箱的振动引起车体和构架在某些频段内振动幅值增大、振动能量增加及车体端部集装箱的横向振动大于中部集装箱等特征。     

高速动车组牵引拉杆载荷特性研究

采用准静态载荷标定的方式制作牵引拉杆载荷传感器,将其安装于某型高速动车组进行线路载荷测试,得到列车启动牵引、高低速直线运行、通过坡道及制动停车等典型工况下的载荷时间历程及载荷变化特点。在此基础上,编制不同速度等级下的牵引拉杆载荷谱,并依据线性累积损伤准则分析结构疲劳损伤分布及运行速度对疲劳损伤的影响规律。研究结果表明,与拖车牵引拉杆载荷相比,动车牵引拉杆载荷幅值变化受电机扭矩载荷的影响较大,尤其在列车启动、制动阶段,其趋势载荷变化明显;随着列车运行速度的增加,牵引拉杆载荷幅值不断增大,得到动车牵引拉杆载荷的振动主频与列车运行速度呈正比。定义相对疲劳损伤来表征每级载荷的疲劳损伤贡献程度,得到结构疲劳损伤与牵引拉杆载荷幅值的对应关系,获取列车运行速度对结构疲劳累积损伤的影响规律。动车牵引拉杆载荷在列车时速280 km/h时产生的结构疲劳累积损伤最小,而拖车牵引拉杆的疲劳累积损伤值随着运行速度的增大呈现增大的趋势。该研究结果对高速列车转向架结构的优化设计及相关理论研究具有一定的参考价值。     

基于SolidWorks的高速车辆转向架构架研究与试验

设计了一种结构简单、轻量化的高速车辆转向架构架结构,并对其进行有限元分析。确定了转向架构架的技术参数,运用SolidWorks软件对转向架构架进行三维建模,继而对构架进行了模拟仿真应力计算,并完成了强度校核。结果表明:所设计转向架构架,不仅符合转向架构架结构简单、轻量化的设计要求,也满足转向架构架强度要求。     

一种新的铁道车辆滚振试验台曲线通过试验方法

推导了车辆在通过曲线时的轮轨蠕滑率计算公式,并建立模拟铁道车辆曲线通过的滚振台非线性动力学模型,提出一种新的曲线通过台架试验方法,并分析了不同试验方法对车辆轮轨垂向力的影响。研究结果表明：滚动台上的车辆系统经由未平衡至平衡状态的过程中,现行的曲线通过试验方法冲击过大,而新的试验方法可以很好地避免这种冲击;将根据两种试验方法计算得到的安全性指标与曲线线路的结果进行对比可知,三者的变化规律一致;在两种试验方法的安全性指标对比中,新的试验方法与线路结果的误差更小,说明所提出的曲线通过试验方法是可行的。     

单节八轴机车转向架动力学研究

针对B0B0-B0B0轴式的单节八轴机车转向架结构,提出一种采用中间构架连接两台B0转向架实现三系悬挂支撑车体,并应用单牵引杆直接连接两轴构架与车体传递纵向力的结构形式。该方案结构简单并能实现高粘着利用率,具有可行性和良好的动力学性能。三系悬挂使得机车车体具有优良的平稳性,同速度等级和轴重的2C0机车进行对比计算,机车R300 m小半径曲线通过时,机车导向轮对轮轴横向力及导向轮轮缘磨耗因子相对2C0机车减小35%左右;R800 m半径曲线通过时,轮轴横向力减小15%,轮缘磨耗因子减小23%。     

基于SIMPACK的铁道车辆曲线通过能力研究

轨道线路三大薄弱环节,分别是钢轨接头、道岔和曲线,其中道岔侧向通过和曲线具有一定的相似性。车辆的小曲线通过能力可采用理论计算或仿真分析进行校核,计算指标为车钩摆臂角和极限车间距。两种方法有不同的侧重,所得的结果也不尽相同。为研究两种方法的差异性,对连挂车辆进行理论法和仿真法两方面的计算。基于SIMPACK进行车辆通过小半径曲线能力的研究,建立半径180m的两种不同形式的曲线线路,分析动车组通过曲线的各项动力学指标,并将仿真结果与理论计算结果进行比较。结论表明S型曲线是连挂车辆通过曲线最困难的工况,关注S型曲线能更准确和快速的评价铁道车辆的曲线通过能力。