水平悬挂刚度对宽轨电力机车横向动力学性能的影响分析

针对出口某型宽轨电力机车,建立机车动力学模型;分析弹簧水平悬挂刚度对机车横向稳定性、平稳性、曲线通过性动力学性能的影响。横向稳定性分析可知:一系纵、横向刚度取值分别大于120 MN/m和4 MN/m、二系纵、横向刚度取0.2 MN/m左右性能较好;平稳性分析可知:一、二系纵向刚度对机车平稳性影响较小,一系横向刚度选取应大于2 MN/m、二系纵、横刚度应选取在0.1~0.2 MN/m;曲线通过性分析可知:一系横向刚度取3~6 MN/m较好,一系纵向刚度影响较小;二系纵、横向刚度越大,抗脱轨稳定性安全系数越小,曲线通过性能变差。文章分析结果可以对该宽轨机车的悬挂刚度选取提供参考。

基于正交试验的轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂刚度优化方法

驱动系统作为高速列车动力转向架的核心子系统,是高速列车安全运行的重要保障,但随着运行速度的不断提高,高速列车的可靠安全运行受到严重挑战。为了减小轴箱内置式高速动车驱动系统悬挂节点的动态载荷,降低驱动系统关键部件的振动水平,对驱动系统悬挂刚度进行了优化研究。基于多体系统动力学理论,综合考虑轨道随机不平顺激扰、牵引动力传递和齿轮啮合作用等因素的影响,建立了轴箱内置式高速动车动力学模型;利用正交试验设计方法,以减小牵引电机吊点悬挂载荷和齿轮箱车轴铰接点垂向载荷为优化目标,研究牵引电机吊点、齿轮箱吊杆吊点、电机-齿轮箱连接点的悬挂刚度对车辆关键部件振动加速度和驱动系统悬挂节点动态载荷的影响规律;并采用极差分析法对其影响规律进行分析,获得驱动系统悬挂刚度的最优匹配组合。研究结果表明:与原始设计的驱动系统悬挂刚度相比,参数优化后牵引电机吊点的纵向载荷最大值减小22.3%,横向载荷最大值减小37.9%,垂向载荷最大值减小9.8%,齿轮箱车轴铰接点的垂向载荷最大值减小9.1%;此外,驱动系统悬挂刚度优化后的牵引电机、齿轮箱、轴箱的横向振动加速度均明显减小。

高速动车组转向架悬挂刚度特性

建立了车辆系统数学模型,理论分析了影响转向架悬挂刚度的主要参数,并利用参数试验台对某高速动车组进行悬挂刚度测试,总结了不同条件下的结果分布规律,以验证数学模型和理论分析的可信性。理论分析结果表明:在小半径曲线条件下,转向架回转阻力系数随着空簧纵向刚度及其横向跨距的变化而显著变化,转向架回转刚度和车辆抗侧滚刚度应联合设计。一、二系悬挂刚度试验结果略大于理论值,最大相差11%,表明车辆组装后进行参数校验的必要性。试验表明:回转阻力系数与偏转角度和转动速度成正比。曲线半径为300 m且空簧有气时,转动速度为0.05°/s和0.2°/s时的回转阻力系数分别为0.023和0.065,空簧无气时分别为0.068和0.095,即转动速度越快,回转刚度越大,且空簧无气时的结果显著大于空簧有气时,表明车辆在空簧无气且快速通过小半径曲线时为危险工况。转向架回转刚度的试验值大于理论值,表明在理论计算时应考虑空簧动态刚度特性及其他部件(如抗侧滚扭杆、减振器等)对转向架回转刚度的影响。

车下设备悬挂刚度对车辆平稳性影响

为分析车下设备悬挂刚度对车辆平稳性的影响,通过对某型动车的车体有限元模型进行模态计算,并利用多体动力学软件SIMPACK的接口模块FEMBS建立该动车的刚柔耦合系统动力学模型,研究不同的设备悬挂刚度对车体与设备的耦合振动影响。通过刚性与弹性两种不同的联接方式对的比分析可知,弹性联接方式能够对车体的弯曲振动起到抑制作用,由此大大降低设备对车体振动的影响。刚度优化仿真结果表明:车下设备悬挂刚度的不同对车辆的平稳性指标有着重要的影响。

转向架横向悬挂刚度对直线高速货车脱轨的影响

应用 2 9个自由度的车辆动力学模型研究直线轨道上较高速度货车脱轨的问题 ,文中探讨了通过改变转向架悬挂刚度来提高直线线路上较高速度货车脱轨稳定性的可能性 。

CRH2悬挂刚度参数对车辆动力学性能的影响

转向架的动力学性能的好坏,直接决定了车辆运行时的平稳性、稳定性和安全性。文中介绍了国内外常见的高速动车拖车转向架,大致分析了一下各国高速动车组的结构特点、技术特点和其主要研究方向。并在此基础上选取CRH2型的拖车转向架作为研究对象,具体研究了SKTB-200型拖车转向架各主要的悬挂系统及相关数据参数,以此为基础建立了SIMPACK的动力学仿真模型。文中选择的研究目标参数是转向架的悬挂刚度参数,在研究了每个部位悬挂参数的变化对整体车辆动力学性能的影响的基础上,为接下来的参数优化提供改进依据。最后对一系弹簧刚度和空气弹簧的刚度进行了优化,并测试了优化后的车辆动力学性能指数。计算结果表明:优化后的高速动车,其运行稳定性和平稳性均得到较大的改善,并提高了其临界速度。

牵引变压器悬挂刚度采用响应面法的优化设计

为了对列车牵引变压器悬挂刚度进行优化设计,采用了响应面法。首先用车体及牵引变压器的有限元模型进行谐响应分析,取得车体与牵引变压器之间的振级落差。通过方差分析筛选出对振级落差影响显著的悬挂刚度参数,并构造了悬挂刚度与振级落差的二次响应面模型。最后,以振级落差最大为目标进行优化设计。结果表明,前、中、后三个悬挂位置的垂向刚度和后部横向刚度对振级落差影响显著。当前、中、后垂向刚度分别取2.05×106N/m、2.24×106N/m、7.68×106N/m,后部横向刚度取4.17×106N/m,车体与牵引变压器间的振级落差最大。该条件下振级落差的数学模型预测值为100.23 d B,仿真试验值为98.21 d B,两者基本一致,验证了响应面法在列车牵引变压器悬挂刚度优化设计中应用的可行性。

受电弓弓头悬挂刚度的硬化及预测方法研究

针对受电弓弓头悬挂系统,设计并开展其关键部件扭簧盒的硬化试验,得到不同正弦波形加载幅值条件下扭簧盒的硬化曲线簇,并建立其硬化模型;推导扭簧盒辐板处应变与外载荷关系,采用光纤式应变传感器测量扭簧盒所受外载荷,得到扭簧盒的应变曲线;根据曲线的特点,结合雨流统计计数思想,提出一种“分段-半周期统计”简化方法,将扭簧盒的刚度硬化模型更好地应用到工程实际中。结果表明硬化模型能够较好描述扭簧盒的刚度动态变化曲线,为预测弓头悬挂系统刚度变化提供了一种行之有效的方法。

一系悬挂刚度对六轴宽轨机车垂向动力学影响

建立某型六轴宽轨电力机车的多体动力学仿真模型,研究机车在(60~160)km/h运行速度范围内和AAR5级轨道谱的激励下,一系悬挂刚度对其垂向动力学性能的影响。结果表明,横向和纵向定位刚度对机车垂向动力学性能的影响几乎可以忽略,但垂向定位刚度对机车垂向动力学性能的影响较大。当机车追求舒适性时,需要匹配较大的垂向刚度,否则就必须限制其最高运行速度。当机车运行速度超过100 km/h时,随着刚度的增加,轮轨垂向力会一定程度减小。

摩托车发动机变刚度弹性悬挂系统研究与应用

振动问题是阻碍我国摩托车产业发展的一大障碍。传统解决方法,结构复杂,成本高,采用弹性减振器进行振动控制,克服了传统方法的弊端。对发动机弹性悬挂系统进行动力学分析,推导出弹性减振器的设计理论。针对在弹性悬挂过程中存在的问题,提出了变刚度弹性悬挂原理。研究成果应用于实践,解决了某200型摩托车的振动问题。

摩托车发动机变刚度弹性悬挂系统研究与应用

振动问题是阻碍我国摩托车产业发展的一大障碍。传统解决方法,结构复杂,成本高,采用弹性减振器进行振动控制,克服了传统方法的弊端。对发动机弹性悬挂系统进行动力学分析,推导出弹性减振器的设计理论。针对在弹性悬挂过程中存在的问题,提出了变刚度弹性悬挂原理。研究成果应用于实践,解决了某200型摩托车的振动问题。

悬挂设备隔振频率与刚度优化分析

基于隔振原理,首先给出了系统频率避免共振需要满足的条件;其次,以E3C动车组牵引变压器冷却单元风机组为研究对象,建立了详细的有限元模型,通过对其进行模态分析得到变压器组装的刚体振动频率和冷却单元吊梁的弹性振动频率;然后,按照变压器组装的垂向浮沉振动、风机组的自身工作振动、冷却单元吊梁的垂向弹性振动对组合模型振动的影响依次降低的原则,研究了风机组避免与三种激励发生共振所需的悬挂频率与刚度;最后,通过避开三种激励的主共振区得到最优的风机组悬挂频率和风机组安装座减振橡胶刚度。

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。

高原机车悬挂方案对车辆振动特性的影响

针对青藏铁路冻土带路基下沉问题,为了实现高原机车转向架低动力作用,基于车辆多体系统动力学理论,建立了两种不同悬挂方案的高原机车动力学模型,研究了不同一、二系悬挂刚度比μ对车体、构架以及轮轨垂向振动的影响。发现一、二系悬挂刚度比在0.5~3范围内变化时,轮轨垂向力和构架垂向振动加速度增大了11.24%和12.2%,车体平稳性指标和垂向加速度分别减小了11.3%和15%,并分析了高原线路上两种悬挂方案机车动力学特性。计算结果表明,选择刚度较大的二系悬挂,虽然一定程度上恶化车体平稳性指标,但较小的一系刚度在中低速范围内,能够降低由轨道不平顺引起轮轨垂向冲击,显著抑制了对轨下部分损伤较大的低频振动,减小运行过程中机车对轨下部分的损害。

200km/h八轴客运电力机车悬挂参数对运动稳定性影响

运用TTISIM仿真软件,计算了新型200km/h八轴客运电力机车悬挂参数对运动稳定性的影响.结果表明,原参数机车非线性临界速度较低,不能满足时速200km的运行要求;机车二系悬挂刚度偏小,优化后建议二系悬挂纵向和横向刚度取0.42MN/m、垂向刚度取0.8MN/m;二系悬挂刚度的增加对机车运行平稳性影响不明显;一系悬挂刚度、抗蛇行减振器阻尼、二系横向减振器阻尼建议保持原值.

六轴宽轨机车动力学特性研究

建立六轴宽轨电力机车——“BKT-2型机车”的多体动力学仿真模型。在AAR5级轨道谱的激励下,研究不同的曲线半径和机车运行速度,以及悬挂刚度的变化对机车动力学特性的影响。结果表明:速度较大时,曲线半径越小垂向动荷系数越大;速度增加,不同曲线半径的垂向平稳性变化不大,横向平稳性变化明显;随着一系横向刚度的增大,横向平稳性指标减小,随着二系横向刚度的增大,横向平稳性指标增加;垂向刚度的变化对于垂向动力学特性有较大的影响。适当减小一系、二系垂向刚度,有利于提升机车动力学性能。

汽车悬挂参数优化设计

本文以车身垂直振动加速度均方根值最小为目标;轮胎与地面的附着性能、车身侧倾角、悬挂动行程和轮胎寿命在一定限制条件下作为约束,建立数学优化模型。采用单调性分析法优选悬挂刚度、阻尼系数及轮胎刚度。其优点是计算机程序极为简单,在一般微机上即可实现,结果也令人满意。

城轨列车弹性悬挂装置的优化和设计

城轨列车的车载设备在工作时会影响车辆运行的平稳性,采用弹性悬挂并设置合理的悬挂参数是提升列车运行平稳性的有效方式。基于刚度经验公式,计算出城轨列车车载设备弹性悬挂的初始悬挂刚度,然后利用多目标优化软件Isight强大的数据分析、优化能力,结合多体动力学软件UM,以车体的振动控制为目的,对变压器和前、后空调的各项悬挂参数进行优化,得到车载设备最佳悬挂参数,根据最佳悬挂参数设计出符合要求的车载设备悬挂装置结构。通过对比优化前、后的各振动指标可以发现:横向和垂向的振动加速度均方根指标整体优化较为明显,最大优化率达到了23.25%;而平稳性指标方面均有不同程度的优化,但整体优化幅度小于横向和垂向振动加速度均方根指标,最大优化率为11.38%。

履带装甲车辆刚度试验分析研究

重点阐述了履带装甲车悬挂系统中扭力轴及其刚度的变化规律,通过对不同行驶路程的装甲车辆扭力轴刚度进行测量,分析得出装甲车辆悬挂刚度的变化规律,达到了解履带装甲车扭力轴的刚度变化趋势规律的目的,进而对提高车辆平稳性和可靠性具有重要意义。

M5Ⅲ边三轮摩托车悬挂用减振器阻尼力力值的计算

通过M5Ⅲ边三轮摩托车所测得的前、后、边三悬挂的空、满载轴荷和各悬挂不同的结构、运动受力状况,分析并推导出各悬挂刚度的计算方法和公式,继而推导出在确保满足车辆使用要求时各悬挂所用减振器的阻尼力力值计算方法和范围。