车端侧滚减振装置对高速双层动车组动力学性能的影响分析

双层动车组设置较大的二系横向阻尼来抑制一次蛇行引起的共振,而较大的二系横向阻尼会使车辆的横向平稳性变差。针对某型高速双层动车组横向平稳性差的问题,基于车端侧滚减振装置的工作原理建立了车端侧滚减振装置在车体滚摆和摇头运动状态下的数学模型,并将AMEsim软件中建立的减振器仿真模型与台架试验进行验证。最后通过建立车端侧滚减振装置与被试车辆的联合仿真模型,在不改变车辆现有悬挂参数的基础上对车端侧滚减振装置的关键参数进行优化选取。仿真结果表明,车端侧滚减振装置可以在不影响车辆垂向平稳性、保证曲线运行安全性的前提下有效改善双层动车组的横向平稳性。

基于SIMPACK研究空簧故障对列车动力学性能影响

基于SIMPACK建立我国某高速动车组动力学模型,研究空簧失效对车辆动力学性能影响。结果表明:空簧失效对车辆稳定性影响不明显,对平稳性和舒适性有显著影响。舒适性受空簧失气影响最严重,垂向平稳性受其影响比横向平稳性严重。横向平稳性指标最大增加率为35.2%,垂向平稳性指标最大增加率为48.6%,舒适性指标已达到极差等级(指标最大增加率为456%)。空簧失气对安全性指标也有所影响,对脱轨系数影响相对较小。

抗蛇行减振器油液温度对车辆动力学性能的影响

考虑温度对抗蛇行减振器油液黏度的影响,基于动力学软件SIMPACK仿真研究油液温度对车辆动力学性能的影响。仿真结果表明:在油液正常工作范围内,车辆蛇行临界速度随着油液温度降低而升高,低温(小于0℃)对车辆稳定性影响远大于高温(大于0℃),这是因为油液黏度随温度降低而升高,低温对油液黏度影响大于高温;当车辆速度小于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性几乎没有影响,当车辆速度大于200 km/h时,油液温度对车辆平稳性有一定影响,且随着速度增加,影响程度也有所增加;油液温度对车辆安全性影响总体不是很大。

抗蛇行减振器油液温度对其动态特性以及对车辆平稳性影响

以我国某两种高速列车所用抗蛇行减振器为例,分析了油液温度对抗蛇行减振器本身的动态特性影响,并进一步研究了抗蛇行减振器对车辆平稳性影响。从试验角度对抗蛇行减振器不同温度下动态特性进行了研究,研究表明,在油液正常工作温度范围内,随着油液温度的降低,减振器吸收的能量越多,动态阻尼和动态刚度也越大,当温度超过了抗蛇行减振器油液正常工作范围,温度越低,减振器吸收的能量、动态刚度、动态阻尼反而会减小。建立了我国某高速列车SIMPACK模型,研究了油液温度对车辆平稳性的影响,结果表明:当速度低于200 km/h时,其平稳性几乎没什么区别,当速度大于200 km/h,平稳性有所变差,但总体来说,油液温度对平稳性影响不是很大。

二系横向减振器失效故障对中国标准动车组性能的影响

基于动力学软件SIMPACK建立了中国标准动车组(CEMU)动力学计算模型,仿真分析了二系横向减振器失效故障对车辆动力学性能的影响,对CEMU故障状态分析具有一定工程研究价值.仿真结果表明:当每辆车失效1个或者2个(即每个转向架失效1个)二系横向减振器时,对车辆蛇行稳定性、平稳性和舒适性、安全性的影响均不是很明显;当每辆车二系横向减振器全部失效时,车辆蛇行稳定性、平稳性和舒适性、安全性均有非常明显的下降.

抗蛇行减振器温变特性及对车辆安全性影响

基于台架试验分析了油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响(即温变特性),并模拟分析了抗蛇行减振器在实际工作服役过程中动态特性变化情况(即时域特性),借助于SIMPACK软件对抗蛇行减振器油液温度对车辆安全性影响进行了仿真分析。研究结果表明:随着油液温度升高,减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼均减小,油液温度对相位角影响不明显;低温(小于0℃)对减振器吸收的能量、动态刚度和动态阻尼影响大于高温(大于0℃)对其影响。不论是低温还是常温,抗蛇行减振器在模拟时间5 h内,其动态特性变化不是很大。仿真结果表明抗蛇行减振器内部油液温度变化不会影响行车安全。

车端纵向减振器对动车组性能的影响

运用动力学软件SIMPACK建立了我国某高速动车组动力学模型,仿真分析了车端减振器卸荷速度、卸荷力对该动车组动力学的影响.这一研究对车端纵向减振器参数的设计及优化具有一定指导意义,即具有一定工程应用价值.动力学仿真结果表明:该动车组稳定性、平稳性随着卸荷速度增加有所恶化,当卸荷速度大于0.005m/s时,卸荷速度对车辆安全性影响较小;稳定性、平稳性随着卸荷力增加有所改善,当卸荷速度大于0.005m/s时,卸荷力对车辆安全性影响不明显.

抗蛇行减振器特性与高速列车适应性分析

通过试验方法对我国高速列车用抗蛇行减振器特性进行了研究,分析其动态阻尼及动态刚度参数变化情况,在一定的幅值下,抗蛇行减振器动态刚度随着频率值增加而增加,而动态阻尼值随频率增大而减小。同时利用动力学仿真软件SIMPACK对高速列车进行了适应性分析,包括平稳性、车体最大横向加速度以及脱轨系数计算。仿真结果表明:抗蛇行减振器可以兼顾直线稳定性和曲线通过性能,验证了抗蛇行减振器在高速列车实际运用中的优越性和必要性。

高速列车二系横向刚度和横向阻尼参数优化分析

基于动力学软件SIMPACK,建立了我国某高速列车动力学模型;仿真分析了该高速列车二系横向刚度和横向阻尼对车辆动力学性能影响,并对该高速列车相关原始参数提出了相关优化建议。仿真结果表明:二系横向刚度和横向阻尼对高速列车稳定性均有一定影响,二系横向刚度在0.15~0.30 MN/m范围内变化,二系横向阻尼在20~40 kN·s/m范围内变化,稳定性达到最优。当二系刚度不大于0.2 MN/m,二系横向阻尼不小于30 kN·s/m时,平稳性及舒适性达到最优。当二系横向阻尼大于10 kN·s/m后,二系横向刚度和横向阻尼对高速列车安全性指标影响都比较小。二系横向阻尼最优范围为30~40 kN·s/m,二系横向刚度最优范围为0.15~0.20 MN/m,该高速列车二系横向阻尼(58.5 kN·s/m)不在最优范围内,建议优化调整为30 kN·s/m。

车间纵向减振器失效对列车动力学性能影响

为了研究车间纵向减振器失效对动车组动力学性能的影响,基于SIMPACK建立某高速动车组动力学模型;分析车间纵向减振器在失效工况下对整车动力学性能影响,有助于解决高速动车组车间纵向减振器异响及异常问题。研究结果表明:车间纵向减振器失效对稳定性影响不大,对垂向平稳性影响也较小,横向平稳性和舒适性有明显恶化;中间车横向平稳性和舒适性恶化情况比两端车严重,两端车横向平稳性指标最大增加率为5.4%,舒适性指标最大增加率约25%,中间车横向平稳性指标最大增加率约10%,舒适性指标最大增加率约45%;轮轴横向力、轮轨垂向力、脱轨系数及轮重减载率等安全性指标受其影响较小。

抗蛇行减振器功率特性研究

为了研究活塞运行速度、温度、低(常)温持续动作减振器温升对抗蛇行减振器的功率及动态特性的影响,对国内现役抗蛇行减振器进行试验分析。试验结果表明:低温时(低于-10℃),抗蛇行减振器功率随温度的变化较大,高温时,抗蛇行减振器功率随温度的变化不大;减振器活塞低速运行时,温度变化对动态阻尼影响较大;减振器活塞高速运行时,温度变化对相位角影响较大;减振器持续温升对低温时的减振器性能影响较大,温升对常温时的减振器性能影响不显著。

抗蛇行减振器温变/频变特性与车辆动力学性能关系

选取了两种常见的典型抗蛇行减振器结构即阀片控制阻尼结构和螺旋弹簧控制阻尼结构进行试验研究,且仿真分析了减振器温变特性与车辆动力学关系。研究结果表明:随着油液温度的升高,两种结构减振器吸收的能量、动态刚度及动态阻尼均减小;相对于高温,低温对减振器温变特性和频变特性的影响均较大;随着频率增加,动态阻尼均呈先增加后减小趋势,动态刚度均呈先增加后逐渐保持不变趋势;油液温度对车辆稳定性影响较大,对安全性影响较小,且低温对动力学性能影响大于高温。

高速列车抗蛇行减振器温变特性研究

主要从油液温度角度分析了其对抗蛇行减振器本身的动态特性影响以及抗蛇行减振器在低温状态下动态特性变化情况。首先,从试验角度对抗蛇行减振器不同温度下动态特性进行了研究,研究表明,在油液正常工作温度范围内,随着油液温度的降低,减振器吸收的能量越多,动态阻尼和动态刚度也越大,当温度超过了抗蛇行减振器油液正常工作范围,温度越低,减振器吸收的能量、动态刚度、动态阻尼反而会减小。接着,对处于低温(-50℃)非正常工作状态下的抗蛇行减振器的低温特性进行了研究,研究表明低温时,减振器在两小时内无法由非正常工作状态恢复到正常工作状态,油液温度上升不明显,动态刚度、动态阻尼变化也不明显。

抗蛇行减振器功率及动态特性研究

一方面对抗蛇行减振器的不同安装长度、新出厂的抗蛇行减振器及服役120万km的旧减振器对抗蛇行减振器特性的影响进行了分析。另一方面,研究了抗蛇行减振器低温持续运动对抗蛇行动态特性的变化并与常温下持续动作做了对比。研究结果表明:针对于该类型抗蛇行减振器,其不同的安装长度动态特性随着活塞运动速度的变化比较大,其静态特性的变化不是很明显;服役120万km的抗蛇行减振器其动态特性随活塞运动速度的变化较大,静态特性的变化不是很明显;在-50℃低温持续动作,其动态特性有较大变化,而在常温下持续动作对减振器的特性变化不是很明显。

抗蛇行减振器内部油液温度对其动态特性的影响

分析了油液温度升高带来的危害,对我国某高速列车抗蛇行减振器进行高低温试验,针对温升这一现象提出了设计带有温度补偿的新型减振器想法。结果表明:油液温度对抗蛇行减振器动态特性影响很大,低温时影响远大于高温时影响。针对温升这一危害,设计带有温度补偿的新型减振器、基于温度补偿的半主动新型减振器以及馈能式减振器是一种有效解决温升危害的途径。

实测车轮踏面对动力学的影响研究

利用SIMPACK动力学仿真软件建立我国某现役高速动车组的动力学模型。对服役5万km, 10万km, 15万km和20万km的线路实测车轮踏面对动力学影响并进行分析。分析结果表明:随着车轮踏面服役里程的增加,车辆系统的临界速度先增加后减小再增加后趋于平缓;随车轮踏面服役里程的增加垂向平稳性指标变化不大,横向平稳性除服役10万km外均随服役里程的增加而增加;车轮踏面服役里程对脱轨系数、轮轴横向力、磨耗功率有较大影响,对轮重减载率影响不是很明显。

抗蛇行减振器动态特性研究

车辆在实际线路运行的过程中,减振器会表现出复杂的动态特性,新减振器与服役过一段时间的减振器表现出的动态特性会有所变化,减振器不同安装长度也会表现出不同的动态特性。主要针对新的抗蛇行减振器与服役一段时间后的减振器以及不同安装长度时的动态特性分别进行了研究。结果表明:减振器在服役一段时间后,动态刚度、动态阻尼均有所下降(小幅值时比较明显),随着幅值的增大,二者之间的变化越来越小;不同安装长度时,随着长度增加,动态刚度、动态阻尼均有所减小,而动态阻尼在低幅以及高幅低频时,随着长度的减小而增大现象比较明显,在高幅高频时,动态阻尼变化不是很明显。

油温对抗蛇行减振器特性和动力学性能的影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和整车动力学性能的影响,对我国某高速动车组抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、减振器动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。仿真结果表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低,油液温度对车辆平稳性、安全性影响并不明显。

基于SIMPACK的一系悬挂阻尼对车辆运行品质影响研究

建立了某高速列车动力学模型及该列车一系悬挂阻尼三维结构原理图,基于该结构研究了列车一系悬挂阻尼常见的失效形式,并仿真分析了一系悬挂阻尼发生故障对车辆运行品质的影响。研究结果表明:一系悬挂阻尼常见故障主要由骨架密封磨损严重、O型圈老化严重、油液乳化等引起;当每辆车1个或每辆车2个一系悬挂阻尼发生故障,车辆横向及垂向平稳性受影响较小,其指标恶化率小于5%,但对舒适性有一定影响,舒适性指标恶化率最高可达15%;当车辆一系悬挂阻尼全部发生故障,其运行品质存在显著恶化,而舒适性恶化最为严重,其指标恶化率达186%。

抗蛇行减振器温变特性及其对车辆稳定性影响

为了研究抗蛇行减振器油液温度对其动态特性和车辆稳定性的影响以及抗蛇行减振器服役过程中的温变特性,对我国某高速动车抗蛇行减振器进行了试验和动力学仿真分析。试验结果表明,在油液正常工作温度范围内,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度的降低而增加;而当油液温度超出抗蛇行减振器油液正常工作范围时,减振器吸收的能量、动态阻尼及动态刚度随油液温度降低而降低。减振器在非正常工作温度范围内服役,2 h内温度和动态特性变化不明显,且减振器没有恢复到正常工作。仿真结果也表明,在油液正常工作温度范围内,蛇行临界速度随油液温度的降低而增大,而当油液温度超出油液正常工作温度范围时,蛇行临界速度随温度降低而降低。