一系定位刚度对车辆系统一次蛇行的影响分析

车辆系统蛇行运动的2种典型形式是一次蛇行和二次蛇行,又被称为车体蛇行和转向架蛇行。当车辆发生一次蛇行时,车体左右晃动幅度较大,影响车辆运行的平稳性以及乘客乘坐的舒适度。文章利用SIMPACK软件建立了300km/h整车非线性动力学模型,仿真车体一次蛇行失稳情况;结合非线性振动系统的频率俘获原理,研究发现车体一次蛇行是由于在行车过程中转向架的蛇行频率被车体的蛇行频率俘获所引起的。通过改变车辆系统的一系定位刚度,从而改变同等运行速度下转向架的蛇行频率,避开了车体的频率俘获区间,可有效抑制一次蛇行,提高车辆运行稳定性。

轨道车辆一系悬挂定位刚度对一次蛇行的影响

车辆一次蛇行稳定性对车辆运行平稳性及乘坐舒适性等有重要影响。在分析轨道车辆一次蛇行运动失稳机理的基础上,利用SIMPACK建立CRH3型高速列车多刚体整车系统仿真模型,仿真计算不同等效锥度下不同一系横向定位刚度K_(Py)和一系纵向定位刚度K_(Px)转向架蛇行运动频率,得到不同等效锥度下提高车辆一次蛇行运动稳定性的一系定位刚度范围。

二系横向刚度和阻尼对一次蛇行的影响分析

为探究二系悬挂参数对车辆一次蛇行的影响,在MATLAB中建立了车辆系统的线性模型。基于模糊数学中的欧式贴近度,追踪了车辆系统的模态,并给定了耦合度概念。利用敏感性系数,表征了车辆系统耦合度受各因素影响的灵敏程度。以降低系统耦合度为目标,研究了二系横向刚度和阻尼对一次蛇行的影响。结果表明:在一定范围内,增大二系横向阻尼或减小二系横向刚度可有效降低系统的耦合度,减小车体的横向耦合振动。

不同抗蛇行减振器对动车组蛇行失稳的影响研究

以CRH3型动车组为研究对象,研究了不同抗蛇行减振器对动车组一次蛇行和二次蛇行的影响规律。分析结果表明:T60抗蛇行减振器可以有效抑制车体的一次蛇行运动,但是对转向架的二次蛇行运动抑制能力不足;相反T70抗蛇行减振器可以大大提高转向架的二次蛇行运动稳定性,而对车体的一次蛇行失稳抑制能力不足。研究结果表明,理想的抗蛇行减振器应具备低频下体现小刚度和小阻尼特性,而高频下体现大刚度和大阻尼特性,从而保证CRH3型动车组可以适应不同线路条件、不同磨耗踏面的轮轨匹配要求,避免转向架失稳报警和晃车的发生。

贵广高速铁路动车组车体异常晃动原因分析及治理

针对贵广(贵阳—广州)高速铁路某型动车组服役过程中出现严重车体异常晃动的问题,通过对晃车区段线路钢轨廓形、车轮踏面的几何尺寸进行测量,结合晃车时车体横向振动加速度的测试结果,研究晃车原因,提出整治措施,并对整治效果进行测试验证。结果表明:车轮踏面磨耗位置异常,导致轮轨匹配等效锥度和接触角差偏低,激发了车体的下心滚摆模态,引起动车组发生一次蛇行,车体出现异常晃动;车轮踏面镟修、更换车轮踏面研磨子后,车轮踏面磨耗区域趋于正常,轮对接触角差未出现正负交替现象,轮对踏面对中能力得到较大提升,横向平稳性及舒适度得到极大改善,较好地解决了该型动车组车体异常晃动的问题。

高速动车组踏面与不同钢轨匹配关系研究

针对我国高速动车组LMA踏面,研究其与我国常用钢轨廓形CHN60和CHN60N(1:40轨底坡)、欧洲廓形UIC60E1(1:40轨底坡)以及俄罗斯廓形P65(1:20轨底坡)的匹配关系。首先对比了这四种廓形几何差异,分析了LMA与这四种钢轨廓形匹配时的轮轨接触点分布,计算相应的等效锥度。然后,建立了整车多体动力学模型,分析了LMA与四种钢轨廓形匹配时对车辆动力学性能的影响。分析结果表明:LMA踏面与CHN60匹配时,接触点分布均匀,等效锥度为0.038;与CHN60N匹配时,存在接触点会跳跃的情况,等效锥度略有下降;而当LMA与UIC60E1、P65匹配时,接触点分布集中,接触带宽小,等效锥度最低,仅为约0.025。从动力学对比的结果来看,当LMA与UIC60E1、P65匹配时,容易引起一次蛇行现象,使得车辆的临界速度下降,横向平稳性恶化,且相比于我国的常用钢轨廓形,它们的曲线通过安全性较差。建议通过优化踏面外形,一方面需增大与钢轨的接触带宽,改善过于集中带来的凹型磨耗,另一方面需增大等效锥度,避免一次蛇行现象,以此较好地适应欧洲和俄罗斯钢轨廓形。

旋转止挡结构间隙对100%低地板有轨电车动力学性能的影响

为了研究二系旋转止挡结构间隙对100%低地板有轨电车动力学性能的影响,根据轮轨系统设计的相关要求和100%低地板有轨电车的基本参数,利用SIMPACK动力学分析软件建立了浮车体有轨电车的动力学模型。针对有轨电车在实际运行中存在的一次车体蛇行问题,利用实车模型,重点分析了二系旋转止挡间隙值选取,并阐述了有无间隙对直线上车体稳定性的影响。结果表明,二系旋转止挡间设置2.0mm的间隙,可以明显改善车体一次蛇行状况。