轮对中高频振动仿真模型

由于常用的轮对刚体模型不能仿真分析轮对的中、高频振动,而轮对三维实体有限元模型在仿真分析轮对的中、高频振动时计算效率低,因此研究并建立梁(车轴)—板(辐板)—梁(轮箍)轮对有限元简化模型和梁(车轴)—刚体(车轮)轮对有限元简化模型;以CRH2型动车组为例,分别采用这2种简化模型计算轮对的固有频率和位移导纳,并与轮对三维实体有限元模型的计算结果进行对比。结果表明:梁—刚体轮对有限元简化模型只能真实反映轮对的扭转变形和1阶弯曲变形,可用于分析振动频率在100 Hz以下的轮对振动;当振动频率在2 000Hz以下时,梁—板—梁轮对有限元简化模型计算的轮对固有频率和轮轨力作用点处的位移导纳均与轮对三维实体有限元模型计算的很相近,因此适宜计算振动频率小于2 000 Hz的轮对振动,基本满足目前钢轨波磨分析的需求。

考虑波磨激励的城市轨道车辆轮对吸振器减振方法

以抑制钢轨波浪形磨耗导致的城市轨道车辆振动为目的,提出一种新颖的适用于城市轨道车辆的轮对吸振器减振方法,建立包含轮对吸振器的车辆-轨道系统耦合模型。通过对轨道不平顺和钢轨波磨综合激扰源的构建,分析钢轨波磨激励对车辆系统动态响应的影响;针对轨道车辆的轮对振动特性,讨论轮对吸振器在不同工况下的减振效果。结果表明:钢轨波浪形磨耗会引起车辆系统各部件振动加剧,对轮对振动影响最为严重。在不同波长、不同波深波磨作用下,安装轮对吸振器的轨道车辆轮对振动都被很好抑制,轮对吸振器在不同速度以及不同载重工况下均有较好减振效果。轮对吸振器能够有效降低轮对的垂向振动,特别适合用于提升城市轨道车辆舒适性。研究工作为提高城市轨道车辆运行平稳性提供参考依据。

Hermite插值在车桥耦合振动中的应用

车桥耦合竖向振动分析中,轮对和与其接触的桥梁竖向位移相等,但振动速度、加速度并不相等,传统方法用轮对与桥梁接触点处桥梁振动速度和加速度代替轮对的振动速度、加速度。本文通过引进Hermite插值函数,推导出车辆以一定速度过桥时轮对竖向位移、振动速度和加速度理论值,并且轮对的竖向位移、振动速度和加速度可由轮对所在桥梁单元节点的竖向位移、振动速度和加速度求得,在有限元动力计算中易于实现。本文的算例表明在车辆低速过桥情况下,用轮对所在位置桥梁的振动速度、加速度来代替轮对的振动速度、加速度误差很小,但是车辆高速过桥时,计算结果误差较大。

轮轨耦合系统横向动态响应特性对钢轨波浪磨耗的影响

研究国内某地铁采用科隆蛋扣件小半径曲线段出现严重波磨的原因。在现场调查测试阶段,利用Bi-CAT波磨测试仪获取该区段波磨的基本特征,通过锤击试验法对轨道进行频率响应特性测试;在实验室试验与计算机仿真阶段,通过ANSYS软件建立列车轮对与轨道的耦合三维实体有限元模型,并结合列车轮对模态测试结果,分析轮对的横向模态特征与轮轨系统横向频响特征以及钢轨波磨特征频率之间的关系。通过现场调查测试与计算机仿真得出如下结论:轮轨耦合条件下200 Hz至400 Hz轮对横向模态特征导致的钢轨横向振动是该区段63 mm和40 mm波长波磨形成的原因之一。

高速道岔轮轨力学行为研究

针对18号高速道岔,建立了车辆-道岔刚柔耦合系统动力学模型,研究了不同速度下列车通过高速道岔时轮轨力学行为,并对引起的轮对振动加速度进行了时频分析。结果表明,柔性轮对在载荷作用下发生弯曲变形,使轮轨力和轮对振动加速度出现等幅振动;侧向过岔时随着运行速度的提高,轮轨垂向力和轮对垂向加速度均逐渐上升,同一速度下,尖轨处的峰值大于长心轨、长心轨大于短心轨、滑动接头处最小;列车直向过岔时对长心轨宽约0.04 m处以及侧向过岔时对曲尖轨宽约0.02 m处的冲击较大,激发了轮对垂向加速度300 Hz左右的高频振动,接近于轮对固有频率,易引起轮对对称伞型和三次弯曲模态的复合振动。

电力机车司机室异常噪声产生机理分析

针对某型电力机车司机室异常噪声现象,对相关部件进行了振动和噪声测试,研究引起异常噪声的机理。从轮对振动特征、车体振动传递性能、司机室结构模态以及空腔模态等方面开展了探讨和分析,总结和归纳了异常噪声产生的可能原因,确定了轮对多边形失圆产生的低频振动是司机室振动过大的主要原因,司机室板件振动频率与空腔模态的声固耦合振动是诱发电力机车异常噪声的根本原因。