轨道交通车辆中心牵引装置的刚度及强度设计

文章针对中心牵引装置的各向系统刚度计算进行分析,得出中心牵引装置的系统刚度取决于各金属橡胶件的各向刚度和整体结构的结论,并提出了橡胶堆式中心牵引装置的刚度计算模型。模拟装车的试验结果对计算模型进行了验证,确认计算方法可靠。同时对中心牵引装置进行有限元强度计算和模拟加载的应力贴片测试,应力测试结果验证了有限元强度分析计算结果,选用的材料满足强度要求。

基于磁流变阻尼器高速列车半主动座椅悬架控制方法对比研究

在建立了高速列车“座椅-车体-构架”三自由度模型系统基础,分别提出了基于磁流变阻尼器的MPC控制、天棚阻尼控制、模糊控制半主动控制策略,并进行仿真分析。研究结果表明:与被动控制相比,施加半主动控制后的座椅振动加速度均方根值均有所减小,其中采用天棚控制、模糊控制和MPC控制的座椅加速度均方根值分别减少了25.37%,17.67%和16.38%;从频域角度而言,三种控制方法都能降低座椅5 Hz频带内的振动幅值;虽然天棚阻尼控制对座椅5 Hz频带内的幅值降低最大,但同时会造成座椅5 Hz以上的振动幅值增加,而MPC和模糊控制方法对座椅5 Hz以上的振动幅值没有明显影响。

牵引拉杆节点静刚度检测压头工装的优化设计

为了解决现有压头工装无法满足最新静刚度检测要求的问题,从工装与检测节点接触面形状,以及工装与压力机连接类型入手,设计出了新工装,并通过有限元与现场测试确定新工装是否满足要求。仿真与测试结果显示,在检测合格区间为0.80~1.50 mm,额定载荷为2.45~20.58 kN情况下,原工装的检测合格率仅为18.750%,而采用新工装的检测合格率为90.625%。研究结果表明,新的压头工装在进行静刚度检测时,可以在受力的情况下,通过主动适应,贴合节点外表面,使力垂直施加于被测件,使检测结果更准确,满足最新检测规定。

CRH5型动车万向轴扭转振动分析

采用多刚体动力学软件SIMPACK建立包含传动系统的单节CRH5高速动车模型,对在万向轴波动附加力矩作用下引起的传动系统扭转振动进行分析,并给出万向轴扭转刚度合理的选用范围。研究结果表明:由于万向轴传动不等速性而产生波动附加力矩,导致传动系统产生强迫振动;附加力矩的波动频率与动车运行速度有关,强迫振动的频率为万向轴输入轴旋转频率的2倍,附加力矩幅值与输入轴角速度的平方成正比;万向轴扭转刚度的选用应以传动系统固有频率避开正常运行时万向轴强迫振动频率为原则。建议选用的万向轴扭转刚度小于560 kN.m.rad-1。

六轴提速机车采用弹性架悬方式的研究

针对我国2C0轴式提速机车转向架横向动力学性能较差的问题,提出新的2种端轴驱动装置弹性架悬方案:中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机端采用吊杆悬挂的电机端弹性架悬方式;中间轴采用驱动装置刚性架悬、两端轴在电机悬臂端为2点悬挂并通过吊杆悬挂在构架端梁上的悬臂端弹性架悬方式。采用多刚体动力学软件SIMPACK建立2C0轴式刚性和弹性架悬机车的动力学模型,比较电机端弹性架悬方式、悬臂端弹性架悬方式和各轴电机均采用驱动装置刚性架悬的既有架悬方式下的机车动力学性能。分析结果表明:与既有架悬方式相比,采用端轴驱动装置弹性架悬方案可以显著降低机车直线运行的轮轴横向力,改善机车通过大、中半径曲线的横向性能,提高平稳性;在2种端轴驱动装置弹性架悬方案中,电机端弹性架悬方式优于悬臂端弹性架悬方式,前者的非线性直线运行临界速度比后者和既有架悬方式有较大提高。

我国高速列车横向半主动悬挂系统控制策略及控制方式

列车横向悬挂系统可分为被动悬挂和主动悬挂两种形式 ,半主动悬挂是主动悬挂的一种形式。传统的被动悬挂系统的参数无法在车辆运行的过程中实施调节 ,难以适应列车在高速运行时对平稳性的需求。为改善我国铁路提速后提速机车与动力车普遍存在的横向平稳性性能不佳的问题 ,二系横向悬挂系统采用主动悬挂方式势在必行。通过对主动悬挂系统中全主动悬挂、低频主动悬挂和半主动悬挂的特点分析 ,认为半主动悬挂以其能耗低、控制简单和失效导向安全性良好等优势 ,应是我国目前高速列车二系悬挂系统的最佳形式。在此基础上 ,对我国列车应采用的横向半主动悬挂控制策略和悬挂系统天棚减振控制原理作了阐述 ,进一步给出了半主动悬挂系统的实施方案及横向半主动天棚 (shyhook)减振器的工作原理。指出针对半主动悬挂系统的车辆模型、控制方法、减振器结构和信号检测与分析等问题需进行重点研究。

半主动空气弹簧悬挂系统控制策略及仿真分析

随着铁路不断提速,对车辆运行品质的要求也越来越高。半主动控制技术在机车车辆上的应用为进一步提高机车车辆动力学性能进而提高其运行品质开辟了新的途径。包括空气弹簧的二自由度悬挂系统的控制策略进行分析,结合控制策略提出了一套以调节空气弹簧节流孔直径从而改变悬挂系统阻尼为目的的半主动控制方案,运用计算机软件SIMULINK对半主动控制空气弹簧悬挂系统进行了仿真。研究结果表明,运用半主动控制技术可以得到更好的空气弹簧悬挂参数,提高整个悬挂系统的减振性能以改善车辆运行平稳性。

空气弹簧及抗侧滚扭杆可靠性设计技术及应用

在中高速客车和地铁、轻轨车辆二系悬挂中,空气弹簧和抗侧滚扭杆组合得到越来越多的应用。对空气弹簧及抗侧滚扭杆可靠性的要求也越来越高。主要对空气弹簧及抗侧滚扭杆系统的可靠性设计手段进行阐述,重点介绍仿真分析、材料设计、试验验证等在产品设计阶段的应用。通过产品实际应用情况表明,通过虚拟样机设计并结合模拟试验,可以较好地保证产品的可靠性。

270km·h^(-1)动力车驱动制动单元悬挂参数的优化

为进一步改善270km·h-1的轮对空心轴式动力车的性能,采用多刚体动力学软件SIMPACK建立了完整的动力车动力学模型,在高、低干扰线路上分析了驱动制动单元车体端、构架端悬挂刚度和耦合减振器阻尼特性对单元各向振动加速度和动力车平稳性能的影响。结果表明优化单元悬挂参数可以改善其工作条件和整车性能,但对轮轨作用力影响不大。相同速度不同级别线路上,单元悬挂参数对动力车性能的影响规律是相似的。

基于FKM准则的抗侧滚扭杆疲劳强度分析

介绍了强度评定准则FKM的主要内容,引用FKM局部应力法对抗侧滚扭杆的疲劳强度进行评定,并与Fe-safe的疲劳强度评定结果进行对比。对比结果表明:两者的评定结果一致且FKM准则更加保守,抗侧滚扭杆的疲劳强度满足使用要求。由FKM准则得出的扭杆各应力分量疲劳损伤度表明:扭杆剪切应力对扭杆的疲劳损伤最大,弯曲正应力次之。

风挡连接装置对列车动力学性能的影响

论述了各种风挡的动力学建模处理过程 ,结合单节客车动力学计算模型 ,以三节客车作为一个列车单元建立了列车动力学计算模型。通过求解描述列车系统的运动微分方程组 ,得出了列车蛇行运动稳定性、动态曲线通过性能及运行平稳性等方面的一系列数值仿真结果。计算结果表明 ,列车的失稳一般由尾车尾部转向架的蛇行失稳引起 ;列车的曲线通过性能随着曲线通过速度的提高、曲线半径的减小而迅速降低 ;中间车的运行平稳性明显优于头车和尾车 ;密接式风挡的运行平稳性最差 ,因此建议加装缓冲装置以提高装备密接式风挡列车的动力学性能。

机车车辆用金属橡胶关节试验研究

为解决机车车辆用金属橡胶关节研发中试验工装快速准备和大量重复性检测试验的技术难题,提出了一种基于PROE/EXCEL的工装模块化参数设计方法,设计了模块化试验工装并对多种不同结构产品进行了试验,实现了工装快速设计与装配,工作效率提高了35%,加工成本降低了30%,运用有限元分析与试验相结合的研究方法,总结出了影响产品刚度性能的主要因素,并对试验结果进行了验证,结果表明,计算结果与试验结果一致,分析结果可指导产品的设计与开发,达到了降低试验成本的目的。

铁路货车下心盘螺栓智能拆卸装置研制

文章针对当前铁路货车转向架下心盘螺栓拆卸作业存在的劳动强度大、效率低、安全风险高等问题,设计了以一体式螺栓分解系统为基础、六轴工业机器人为工具驱动载体、龙门机架为整体布局结构的转向架下心盘螺栓全自动分解技术方案。文章介绍了该螺栓智能拆卸装置涉及的光栅投影三维测量、空间定位算法、自动识别等关键技术,详细说明了视觉自动定位补偿、机器人工具快换、一体式螺栓分解等装置的系统组成、功能特点及试制样机在现场的运用试验情况,并展望了该螺栓智能拆卸装置的应用前景和推广价值,对货车检修装备智能化建设具有重要意义。

一种转臂定位节点的结构改进

针对一种钢簧侧置式转臂定位节点结构复杂、使用寿命短的问题进行分析,提出了一种结构更简单、使用寿命更长的结构。样机试制、型式试验和运用结果表明,该种新结构确实能更好地满足使用要求。

车辆主动悬挂的μ鲁棒控制设计及其数/模混合仿真研究

用 μ方法设计了车辆主动悬挂鲁棒控制规律 ,并对实现 μ鲁棒控制的计算机系统进行了数 /模混合仿真。仿真结果表明 ,μ控制方法满足车辆主动悬挂性能鲁棒性的要求。

一种轨道机车车辆用橡胶关节疲劳试验载荷谱的编制方法

运用虚拟样机技术,编制轨道机车车辆用橡胶产品的疲劳试验载荷谱。通过动力学模型得到产品的随机载荷,对结果进行雨流计数,得到载荷均值和幅值频次分布曲线。对曲线分级处理,最后得到载荷谱块。

现代轨道交通车辆的空气弹簧悬挂技术

介绍空气弹簧系统的构成、作用原理和技术发展。根据空气弹簧特性对转向架进行了分类。指出高柔性空气弹簧是无摇枕转向架二系悬挂装置的关键技术,其横向性能对车辆运行的平稳性有决定性的作用,并对蛇行运动稳定性有重要影响。提出了高柔性空气弹簧的改进和研制方向。

一种大功率六轴机车电机吊杆橡胶关节的结构优化

详细介绍了某大功率六轴机车电机吊杆橡胶关节初始设计方案的结构特点及失效的原因,并提出了改进的思路,利用有限元分析,确定了新结构。刚度和疲劳试验表明,新结构能够满足100万km以上的使用要求。

基于半主动控制空气弹簧悬挂系统及其仿真研究

随着铁路不断提速,对车辆运行品质的要求也越来越高。主动控制技术在机车车辆上的应用为进一步提高机车车辆动力学性能进而提高其运行品质开辟了新的途径。本文首先分析了包括空气弹簧的二自由度悬挂系统的最优控制策略,再结合最优控制策略提出了一套以调节空气弹簧节流孔直径从而改变悬挂系统阻尼为目的的半主动控制方案,并且运用计算机软件SIMULINK对半主动控制空气弹簧悬挂系统进行了仿真。研究结果表明,运用半主动控制技术可以得到更好的空气弹簧悬挂参数,进而提高整个悬挂系统的减振性能以改善车辆运行的平稳性。

我国机车牵引装置模式研究

分析了机车牵引装置与黏着质量利用率的关系,对我国主要的机车牵引装置模式进行了研究,指出机车牵引装置应该具有良好的运动学、动力学性能,以使机车具有良好的黏着质量利用率,并对高速列车、重载机车的牵引装置模式提出了建议。