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。

抗侧滚扭杆的轻量化设计方法及实例

针对轨道车辆用抗侧滚扭杆装置核心部件直扭杆,给出了空心结构的轻量化设计方法。采用等体积法,基于最大扭转角12°的弹性试验约束条件,对空心直扭杆的内外径之比进行了解析,得出了空心直扭杆内径取值条件公式。采用等刚度法,将空心直扭杆内径取值变化对其几何参数的影响进行了推演,发现在等刚度条件下,随着空心直扭杆内径的增大,其横截面面积迅速减小,而横截面的抗扭截面系数减小得很缓慢。得出了当扭杆刚度设计确定后,选用空心直扭杆结构可以大幅节约产品材料,而其抗扭能力减小得很少,即相同工况载荷下其强度减小得很少的规律,为扭杆装置的轻量化、低碳设计提供参考。以某轨道车辆用抗侧滚扭杆的技术要求为输入依据,对空心直扭杆装置进行计算模拟、产品制造、试验验证,结果表明空心直扭杆装置满足设计要求,并通过了200万次疲劳试验验证。

考虑过盈配合的抗侧滚扭杆寿命预测

抗侧滚扭杆用于提供限制车辆侧滚角度的侧滚力矩,可以提升列车运行的平稳性和安全性。文章以某型动车组用抗侧滚扭杆为研究对象,在考虑抗侧滚扭杆的扭杆轴与扭转臂过盈配合的前提下,基于FKM准则对抗侧滚扭杆进行静强度和疲劳寿命评估。结果表明,该抗侧滚扭杆在极限载荷和疲劳载荷工况下的利用度均小于1,同时满足静强度要求和疲劳寿命要求。

转向架外侧定位抗侧滚扭杆结构强度评估方法

[目的]为了对轨道交通列车外侧支撑抗侧滚装置扭杆轴的扭转刚度和扭杆轴强度进行求解,提出一种引入变形协调条件的扭杆轴解析分析方法。[方法]以外侧支撑抗侧滚扭杆装置的1/2扭杆轴为例,根据其受力状态和载荷分布,利用结构的对称性及承担反对称工作载荷的特点,引入结构变形协调条件,求解一次超静定系统的未知力和力矩,获得扭杆轴的剪力和弯矩分布,并推导出抗侧滚扭杆装置扭转刚度和强度的计算公式。以52CrMoV4弹簧钢制造的外侧支撑抗侧滚扭杆装置为例,对比分析了外侧支撑扭杆轴的解析解法计算结果和有限元模型的计算结果。[结果及结论]所提解析解法能够较为便捷地确定扭杆轴不同截面位置的工作应力水平和应力状态,为确定扭杆轴的截面几何参数、不同危险截面的等效应力计算方法和扭杆轴的疲劳失效机理分析提供了理论基础。与有限元法相比,所提解析法具有计算原理简单、计算速度快等优点。

抗侧滚扭杆对地铁车体横向疲劳性能影响

对装有抗侧滚扭杆装置的地铁车体进行了横向受力分析,提出一种新的载荷加载方法。采用新旧结合的方法对地铁车体的横向惯性载荷进行加载,并对加载结果进行对比分析。结果表明:采用新方法加载时地铁车体的横向运动趋势更符合车辆的实际运动状态。地铁车体横向运动产生的侧滚力矩主要由抗侧滚扭杆装置抑制。抗侧滚扭杆载荷对地铁车体上、下门角焊缝应力有不同程度的提升,其中最大增幅为14.7%;抗侧滚扭杆载荷有助于缓解端墙型材拼接焊缝应力,端墙型材拼接焊缝应力降幅可以达到6.7%。

轨道交通车辆抗侧滚结构形式的选型分析

介绍了抗侧滚刚度对轨道交通车辆性能的影响。通过对车辆的控制方式、抵抗侧风能力、动力学性能和柔度系数4个方面的分析研究来确定轨道交通车辆的抗侧滚结构形式,为车辆抗侧滚结构形式的选择提供了理论依据。研究表明:当车辆采用两点控制时必须设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力;当车辆采用四点控制时可考虑增大空气弹簧的跨距和设置抗侧滚扭杆来提高车辆的抗侧滚能力。

抗侧滚扭杆装置建模方式对车辆动力学性能的影响

详细推导了抗侧滚扭杆装置对车体的作用机理,采用一个集中点力元代替整套扭杆装置建模。仿真计算结果表明,误差在允许的范围内,简化建模完全可以取代完整建模,不会对车辆动力学计算的各项指标造成影响。

抗侧滚扭力杆利弊及技术对策

为了克服抗侧滚扭力杆所产生的有害作用,应用抗侧滚等效刚度概念提出了改进的技术对策。抗侧滚等效刚度是指一个抗侧滚扭力杆机构对车体侧滚的总刚度贡献,并以折算到抗侧滚扭力杆转角上的等效刚度值给出。利用拉杆与车体之间橡胶节点的非线性刚度实现抗侧滚等效刚度的分段定义:即直线或曲线准静态通过时具有低刚度;顺坡段通过时则具有高刚度。多种车况仿真对比分析表明:根据空气弹簧高度控制的位移滞后特性,这一弹性连接方案可以获得比较理想的舒适度;同时,在顺坡段通过时也适度增强转向架对车体的抗侧滚刚度。

抗侧滚扭杆对轨道车辆抗侧滚性能的影响研究

抗侧滚扭杆主要用来增加车辆的抗侧滚刚度。文章建立车辆的抗侧滚动力学模型,介绍车辆抗侧滚性能的评判方法,并着重分析和计算了扭杆对车辆侧滚角度、柔性系数、倾覆系数、浮心高度的影响。

某型市域车转向架抗侧滚扭杆结构设计与试验验证

针对某型市域车转向架的输入要求,设计开发了一款抗侧滚扭杆产品,扭杆与扭臂采用过盈配合结构。通过理论计算,得到该过盈配合能够传递的最小力矩为17.76kN·m,防滑安全系数为2.89;通过有限元分析计算,得到该扭杆侧滚刚度为3.2495 MN·m/rad,扭杆最大应力为674.3 MPa,扭臂最大应力为309.5 MPa,最小疲劳强度因子FOS为1.719。样品通过了刚度、静强度和疲劳试验。理论与试验均证明,该抗侧滚扭杆满足功能和强度要求。

抗侧滚扭杆对出防风明洞列车安全性影响研究

针对高速列车驶出兰新第二双线特有防风明洞工程时存在突变气动载荷,探讨了抗侧滚扭杆对国内某型高速列车抗倾覆安全性的影响.采用日本Yu Hibino详细解析式方法,针对国内某型高速列车建立其车辆倾覆受力及倾覆力学模型,对车速、风速和风向角变化时,抗侧滚扭杆对该型高速列车的倾覆系数和侧滚角等的影响进行了计算研究.分析结果表明:抗侧滚扭杆有效改善了该型高速列车的抗倾覆性能.增设抗侧滚扭杆后,车辆倾覆系数降低约10%,侧滚角降低约75%.

基于ABAQUS子模型算法的花键连接抗侧滚扭杆有限元分析

采用ABAQUS软件模拟计算了花键连接抗侧滚扭杆的受力情况。计算结果与试验结果对比表明此方法正确可靠。采用子模型的方法进一步得到花键的局部应力分布,结果表明简化整体模型的接触关系可以降低仿真分析的计算花费,提高分析效率,且子模型方法解决了网格数量太大、计算时间长以及收敛性差的问题。计算结果可为疲劳分析提供有力支持,并为扭杆系统疲劳失效模式提取提供一定帮助。

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。

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。

轨道车辆用抗侧滚扭杆系统试验研究

针对某公司送检的某型号抗侧滚扭杆系统进行了系统的力学性能试验,主要试验项目包括整体刚度试验、弹性试验、静态极限试验、常规疲劳试验、强化疲劳试验,总结出一套比较合理的试验方法和数据处理方法,从而对开发其他型号扭杆系统起指导作用。

CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆装置的研制

介绍了抗侧滚扭杆装置工作原理,从抗侧滚扭杆设计方案、受力分析、刚度计算、强度分析等方面阐述CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆装置。试验结果表明:该型抗侧滚扭杆装置的结构、刚度、强度及制造工艺等完全满足CRH6型城际动车组抗侧滚扭杆的运用要求,经过1000万次疲劳试验,该装置未发生任何问题。

符合法铁标准的抗侧滚扭杆轴的工艺研制

介绍了上海地铁公司从ALSTOM引进的一种抗侧滚扭杆系统的结构组成和扭杆轴主要技术要求,重点介绍了扭杆轴在国产化过程中的工艺实现。该部件完全满足ALSTOM技术规范和法铁标准的要求,实现了国产化。

双层客车抗侧滚稳定器研究

为改善我国新型双层客车横向平稳性,以车辆横向动力学理论为基础,设计了适用于该种客车的抗侧滚稳定器,并根据双客侧向过岔的响应提出了它的最佳参数。试运行表明,双层客车安装这种抗侧滚稳定器后不仅上下客室横向平稳性指标相同,且达到“优”级。

韩城悬挂式单轨车辆侧滚止挡设置方案研究

以陕西韩城悬挂式单轨交通1号线车辆为研究对象,分析了悬挂式单轨车辆的结构特点,并基于多体动力学理论,通过仿真计算,对车辆在多种工况下的侧滚情况进行了分析。根据分析结果提出了设置侧滚止挡的必要性及取值建议,并将侧滚角推荐限值应用于韩城悬挂式单轨交通工程设计,达到了减少工程投资的目的,同时也为我国悬挂式单轨交通的车辆选型及工程建设提供了重要的参考依据。

超限车侧滚振动偏移量的确定方法及影响因素分析

建立计算超限车侧滚振动偏移量的数学模型，分析各种因素对侧滚振动偏移量的影响，并通过实例验证了模型的可靠性。