轴箱转臂节点定位刚度差对高速铁路车辆动力学性能的影响

为了研究同一个转向架四角轮对轴箱转臂节点定位刚度差异对车辆动力学性能的影响,建立了高速铁路车辆多体系统的高维强非线性动力学模型。在数值仿真分析中,研究分析了选取转臂节点纵向和横向定位刚度误差值+15%和-15%这2种组合条件。结果表明:同一转向架四角轮对轴箱转臂节点定位刚度差对车辆动力学性能的影响较小,对于转向架构架的横向振动、车辆的运行平稳性、曲线通过安全性的影响一般在5%以内。其对车体最大横向和垂向加速度的影响一般在10%以内,特殊条件下,其影响范围在20%以内。所有计算条件下,车辆动力学指标均满足要求。

高速动车组轴箱转臂节点性能对轮轨耦合振动的影响

为分析钢轨波磨、车轮多边形等轮轨短波不平顺条件下轴箱转臂节点性能对轮轨耦合振动的影响,分别从仿真计算、现场试验和台架试验3个方面进行综合分析,通过建立车辆-轨道刚柔耦合系统动力学仿真模型,分析了钢轨波磨和车轮多边形对轮轨耦合振动的影响,并在武广高铁进行了钢轨波磨条件下新、旧轴箱转臂节点对轴箱振动响应的影响试验,在滚动试验台上进行了高阶车轮多边形条件下新、旧轴箱转臂节点对转向架振动响应的影响试验;对已服役运用120万公里的A、B型轴箱转臂节点进行了1 000万次疲劳耐久性试验,论证了服役轴箱转臂节点疲劳可靠性的安全裕量。研究结果表明:在钢轨波长为120 mm,车轮多边形为20阶,钢轨波磨和车轮多边形波深均为0.04 mm的条件下,当轴箱转臂节点径向刚度由40 MN·m^(-1)增加到200 MN·m^(-1)时,钢轨振动加速度、轴箱振动加速度和轮轨垂向力基本不变,在钢轨波磨和车轮多边形等短波激励下,轴箱转臂节点刚度变化不会对轮轨耦合振动产生明显影响;随着疲劳试验次数的增加,轴箱转臂节点径向和轴向刚度均逐渐下降,退役轴箱转臂节点在经历1 000万次疲劳耐久性试验后外观状态基本无改变,芯轴与橡胶粘接部分出现轻微开胶和裂纹,开胶和裂纹深度不大于5 mm,橡胶本体均无裂纹,各项性能满足《机车车辆用橡胶弹性元件通用技术条件》(TB/T 2843—2015)中的规定。

高速动车组轴箱转臂定位节点刚度演变及安全性能分析

为研究高速动车组轴箱转臂定位节点的刚度演变,保障高速动车组安全、平稳、经济的运营,以CRH2型动车组轴箱转臂定位节点为研究对象,阐述轴箱转臂定位节点的结构组成、安装及刚度试验,探讨轴箱转臂定位节点在运营及疲劳试验前后的刚度演变过程。根据刚度演变情况进行安全性能分析,通过SIMPACK软件计算刚度变化前后,脱轨系数、轮轨横向力、轮轴横向力、磨耗系数的变化情况,并根据轴箱转臂定位节点的表面状态及刚度演变引起的动力学指标的变化,提出CRH2型动车组轴箱转臂定位节点在正常运营状态下最佳更换周期为5 a,为动车组检修及零部件更换提供参考。