高速转向架非线性与高铁车辆安全稳定性裕度

以高速轮轨关系空间为边界条件,分析高速转向架的非线性稳定性、拖车构架点头迟滞非线性和抗蛇行高频卸荷机制,并根据实践经验将提高高铁车辆稳定性裕度的主要途径归纳为2种抗蛇行模式,即大阻尼抑制蛇行和抗蛇行吸能频带。但大阻尼抑制蛇行将带来降低车体横向平稳性和恶化轮轨磨耗等诸多负面影响。因此,针对构架振动报警等高铁应用的新问题,提出基于抗蛇行吸能频带的安全稳定性裕度调控方案,并在台架试验基础上制订了抗蛇行软约束的积极对策,仿真预期结果表明其完全可以保障380 km.h-1运营速度下高铁车辆的安全稳定性裕度。

基于抗蛇行减振器失效工况的高速转向架稳定性分析

对于CRH3动车组转向架来讲,车轮踏面选用S1002CN,轮轨接触锥度趋高,因而采用了抗蛇行减振器冗余设计(每架4个).针对后位转向架的一个抗蛇行减振器失效工况.线性稳定性分析表明:由于电机弹性架悬,动车转向架将以后位电机吊架横向振动形式失稳,而拖车转向架则以后位转向架的快速蛇行振荡形式失稳.非线性临界状态和动态行为评价可见:在新轮轨接触条件下(λeN=0.16)试验速度仍然可以保持在420 km/h以下,但磨耗轮轨接触条件下(λeN=0.40)则为320 km/h,因此试验段的轮轨接触条件应当给于充分重视.在构架横向加速度报警时,车轴横向力还未能达到其稳定的限定值.

高速转向架线性与非线性模型

为了分析CRH5动车组动力学性能,提出高速转向架的线性与非线性模型,并进行整车运动模态、临界速度和轮轨力等方面的对比分析.高速转向架的悬挂系统既具有明显的线性特征,如悬挂特性,又存在诸多非线性影响因素,如一系悬挂中的轮对定位装置、二系悬挂中的抗侧滚扭装置和横向止挡等.由于高速转向架运行速度范围宽,减振器阻尼作用使两级悬挂形成了低速与高速悬挂特性.对于高速车辆而言,影响临界速度的非线性因素主要来自于转向架,同时,在非线性稳态曲线通过时,转向架的诸多非线性因素会对轮轨力产生重要影响.仿真对比分析表明:上述分析与ALSTOM计算结果基本吻合,而且非线性模型更加有利于揭示非线性因素对高速转向架动力学性能的影响规律.

高速转向架技术的创新研究

在介绍我国高速列车发展和创新研究平台建立的基础上,开展了引进高速动车组从轮对踏面及内侧距、线路不平顺到动车组参数的适应性研究;以提升动车组运行速度为目标,优化了京津城际铁路高速动车组的参数,并开展科学研究性试验,获得了最高运行速度394.3 km/h的高速列车运动行为及耦合系统的动力学响应特征;针对京沪高速铁路用新一代高速列车速度目标值,京津城际动车组的运用情况和无砟高架线路的不平顺谱特性,在保证更高临界速度的基础上,为了进一步提高动车组的垂向和横向动力学性能,完成了转向架结构和参数的进一步优化,实现了引进动车组的消化吸收再创新。

高速转向架轮对参数化设计与验证

为提高转向架轮对的设计效率,基于参数化设计理论,提出了一种面向性能的参数化设计方法.通过轮对结构参数与动力学、强度性能参数的关联分析,提取轮对的关键设计参数,并以此实现三维参数化自动建模,进而进行模型的动力学及强度评价,通过修改关联设计参数,以实现快速优化设计.基于此开发了高速转向架轮对参数化设计系统,并验证了所确定的设计参数的合理性及设计方法的准确性.

高速转向架焊接构架性能仿真建模方法

转向架性能直接决定高速动车组运行的安全性、平稳性和可靠性.依据相关标准,总结动车焊接构架的结构与承载特点;借助分析构架和部件的变形规律,得出动车焊接构架性能分析模型中位移约束以及主结构和安装座的承载施加方法.通过研究分析构架的齿轮箱吊座与电机吊座的局部变形,建议当考核齿轮箱吊座与电机吊座的强度时,应将齿轮箱联接结构和电机壳体结构的有限元模型纳入到动车构架性能分析模型中.

高速转向架抗侧滚扭杆弹簧性能分析

本文从车辆柔性系数、倾覆系数、曲线道岔通过性能等方面综合分析了某高速转向架抗侧滚扭杆弹簧对车辆性能的影响。结果表明,抗侧滚扭杆弹簧对该转向架的意义是显著的。

300km/h高速转向架的研制

30 0km/h高速转向架是中国北车集团大连机车车辆有限公司为铁路机车车辆装备现代化研制的一种新型转向架 ,该转向架电机采用半体悬安装方式。文章阐述了该转向架的结构设计理念以及主要部件仿真计算分析和试验研究情况总结 ,同时对其性能进行了评价。

日本新干线高速转向架概述

简要介绍了日本新干线列车用高速转向架结构及发展概况。

高速转向架小幅蛇行运动状态下过道岔研究

针对高速列车系统在小幅蛇行失稳状态下通过道岔的问题,建立高速转向架横向运动模型,采用国内18号高速道岔结构参数建立道岔不平顺激励模型,计算了转向架在小幅蛇行失稳状态下以不同速度通过道岔的轮对横移量,并与平稳状态下进行对比分析;分析结果表明:小幅蛇行失稳状态下通过道岔与进岔时的蛇行振幅有关;振幅较小时,与平稳状态下过道岔基本一致,安全过岔速度为道岔允许速度;振幅较大时,会在道岔允许通过速度以内出现小幅蛇行发散至标准蛇行失稳的情况,安全过岔速度低于道岔允许时速;建议在过道岔前对小幅蛇行运动的进行在线监测,通过小幅蛇行状态合理设置过道岔速度。

基于模态应变能对高速转向架构架的动态性能研究

通过三维建模软件建立实体模型,然后导入到有限元软件ANSYS中进行模态分析,对比了自由状态和不同边界条件下的频率和振型,然后对实际线路上的构架进行了工作模态的测试并进行模态参数的识别。基于模态应变能的分析方法找出构架的薄弱位置,然后对其进行谐响应分析,得到薄弱位置处节点位移随频率变化的曲线,从而为进一步进行构架的动态响应分析以及结构的改进提供可靠依据。

基于整车稳定性态的自适应高速转向架动态设计

自适应高速转向架动态设计以整车稳定性态分析图引领转向架参数优配,能够彻底消除“一次蛇行”或其他类似现象,并以十分充裕的安全稳定裕度兼顾轮对自稳定性和回转阻力矩有效性。为了满足正则摄动问题的运动一致性或模型有效性的前提条件,整车稳定软件分析流程严格遵循设计模态分析规则。为了避免正则摄动转变为奇异摄动,利用拓扑关系图不断对仿真模型进行精细化处理,并采用基于2阶差分技术的Newmark算法提高计算效率。通过两个应用案例对自适应快速/高速转向架的综合评估表明,新车状态下车体摇头轻微晃动有助于车轮踏面形成均匀磨耗,前后电机组合弹性架悬更有利于降低蛇行参振质量。

高速转向架六连杆空心轴驱动装置的设计

阐述了高速转向架六连杆空心轴驱动装置的设计方法，系统地介绍了高速驱动系统的设计应考虑强度、结构、运动关系和平衡等方面．

高速转向架弹性架悬电机动力吸振特性分析

为提高转向架蛇行运动稳定性,文中进行了弹性架悬电机悬挂参数的合理设置,以发挥动力吸振作用。建立了动力吸振器简化模型,提出了电机横摆动力吸振吸能频带概念,以ICE3转向架为例讨论了电机悬挂刚度和质量对吸能频带的影响,对比了原参数方案和优化方案的电机动力吸振作用并通过整车稳定性态分析图验证了分析结论。发现吸能频带宽度与蛇行振荡频率范围的匹配是架悬电机发挥动力吸振作用的前提,提高电机悬挂横向刚度能显著拓宽吸能频带,但减小电机质量的效果有限;ICE3转向架原型仅能在车辆初始运用阶段发挥电机横摆动力吸振作用,采用优化方案后车轮磨耗的中、后期(等效锥度λ_(e)=0.20~0.35),临界速度平均提升约110 km/h,显著增大了转向架的蛇行运动稳定性裕度,延长服役寿命。

高速转向架车轴强度分析

车轴是高速车辆转向架中最重要的部件之一,它是轮对转动的中枢,其质量的好坏,直接关系到运行的安全,所以在制造、维修中必须要严格要求。由于车轴在运用过程中承受很大的静载荷和动作用力、组装应力、制动力以及曲线通过时的构架力等,因此要求车轴必须有足够的强度。文章采用CAE分析的方法对高速转向架车轮的强度进行分析。

I—DEAS软件在我厂高速转向架开发中的应用

本文介绍了我厂如何利用Ｉ－ＤＥＡＳ软件及其ＣＤＡ／ＣＡＥ／ＣＡＭ集成化应用环境，短时间内开发、设计出了高速客运机车转向架。同时，介绍了使用Ｉ－ＤＥＡＳ软件的体会及对未来产品开发的一些见解。

日本研制新型高速转向架

日本铁道技术研究所(RTRI)正在为新一代的新干线高速列车研制性能好、重量轻的新型转向架。新型转向架分成两组:一组已近乎处于实用阶段;另一组还处于研制开发阶段。传统新干线转向架的设计基于“高速运行时稳定性是最重要的判断标准”这一原理,这样,通过小半径曲线时的性能现在就有了改进的必要。另外。

日本开发新型高速转向架

前言: 日本铁路技术研究所正在开发用于改进型新干线高速列车的高性能、重量轻的新型转向架。目标是改善高速运行时的稳定性,使之有更好的曲线通过性能;借助于有效的控制振动来提高旅客的舒适感,减少重量及研制出一种新的结构。该新型转向架归纳为两组:一组可以说已进入实用阶段,另一组则仍属研制阶段。传统的新干线转向架是依据下列原则设计的,即高速运行的稳定性是最重要的准则,从而,在转向架通过急剧弯道区段时的性能方面却留下了可改善的余地。此外。

日本新干线高速转向架的开发

介绍了新开发的日本新干线高速转向架的结构,以及对该转向架进行的主要性能试验。

高速客车转向架残余应力的试验研究

利用磁弹性这种新型的无损检测方法对高速客车转向架焊接构架组焊后的残余应力和构架在疲劳试验过程中的残余应力进行了试验研究。