基于BP神经网络的转向架斜楔参数优化

斜楔是货车转向架重要的减振元件,基于力学分析推导斜楔参数与斜楔垂向、纵向、横向及抗菱等效作用的解析关系式,根据关系式建立便于优化斜楔参数的斜楔等效模型,在考虑部件柔性的C 70E货车刚柔耦合模型中建立斜楔各向等效力元模拟斜楔作用;该斜楔处理方法下货车模型的振动模态特征和临界速度均与实际接近。据此方法,计算266组不同斜楔参数下车体垂向及纵向加速度响应;并利用遗传算法优化的BP神经网络,建立斜楔参数与车体加速度的关系模型。以此为基础,运用遗传算法寻找使车体加速度最小的斜楔参数。通过建立的货车模型,验证与原始参数相比,优化参数下车身垂向和纵向加速度均有所下降,提升了转向架的减振性能;货车的脱轨系数与轮重减载率也有所下降,提升了货车的运行性能,表明该优化方法对斜楔理论设计有一定的指导作用。

变摩擦转向架斜楔等效刚度计算及应用

斜楔减振器是三大件转向架极其重要的元件,斜楔提供的各向等效刚度对货车的动力学性能及减振性能有重要影响。为了分析斜楔等效刚度作用,根据力学原理对斜楔进行准静态分析,研究摇枕、侧架和斜楔三者的受力情况及位移关系,得出斜楔提供的垂向刚度、横向刚度、纵向刚度以及抗菱刚度的解析表达式。运用Abaqus有限元软件建立转K6转向架模型,模拟转K6转向架垂向、横向、纵向及抗菱变形的运动过程,通过与仿真数据对比,验证斜楔各向等效刚度解析表达式的准确性。在此模型的基础上,对斜楔自锁情况进行分析,推导出转向架斜楔设计时的参数选择范围,避免斜楔发生自锁。同时根据C70E货车参数,在Simpack动力学软件中建立包含转K6转向架的C70E货车多体动力学模型,分别计算输入斜楔各等效刚度及未输入斜楔各等效刚度时C70E货车多体动力学模型的非线性临界速度。研究结果表明:输入斜楔各等效刚度后的C70E货车多体动力学模型的临界速度为135 km/h,与实际的临界速度更接近。该结果揭示了斜楔等效刚度会对货车临界速度及运行情况产生较大的影响,不考虑斜楔的等效刚度作用会使货车仿真模型的动力学性能与实际情况产生较大偏差,同时进一步验证了斜楔等效刚度计算方法的准确性与科学性。