車輪多邊形對高速列車振動響應(yīng)和構(gòu)架疲勞壽命影響研究.pdf

1、我國高速鐵路行業(yè)如今迅速發(fā)展，隨著運營速度的不斷提高，隨之而來的高速列車行駛安全性和可靠性問題尤為突出，其中車輪多邊形問題為影響高速列車行駛安全的一大難題。因此本文以我國CRH2A型高速動車組為研究對象，重點研究了車輪多邊形影響下車輛振動響應(yīng)和動力學(xué)響應(yīng)，并對構(gòu)架進(jìn)行疲勞壽命預(yù)測，具體分析如下:
　　(1)利用Simpack軟件建立了基于我國CRH2A型高速動車組剛性車輛系統(tǒng)動力學(xué)仿真模型，隨后利用ANSYS子結(jié)構(gòu)分析模塊和Sim

2、pack柔性體模塊聯(lián)合建模，對車輛系統(tǒng)模型中的輪對、軸箱和構(gòu)架進(jìn)行模態(tài)縮減柔性化處理，建立完整的剛?cè)狁詈宪囕v系統(tǒng)動力學(xué)模型。
　　(2)研究了在速度為50-300km/h時，輪對和構(gòu)架固有模態(tài)頻率與車輪多邊形產(chǎn)生的通過頻率共振情況。通過對轉(zhuǎn)向架整體模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)車輪多邊形的通過頻率接近構(gòu)架或輪對固有模態(tài)頻率時，引起共振使高速列車振動異常。建議存在車輪多邊形的高速列車在行駛過程中變速行駛，避免車輪多邊形在特定速度下的通過頻率與轉(zhuǎn)向

3、架固有模態(tài)頻率長時間共振。
　　(3)仿真研究了車輪多邊形在不同速度、不同幅值和不同階次時車輛的動力學(xué)響應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn):車輪多邊形對脫軌系數(shù)和乘坐舒適性的影響不大;速度越高、車輪多邊形的幅值越大，列車的垂向輪軌力越大;最大垂向輪軌力隨著車輪多邊形階次的增加而增大;輪重減載率與車輪多邊形的幅值呈正比;臨界速度隨著車輪多邊形的階次的增加而降低。并根據(jù)輪重減載率不超限為標(biāo)準(zhǔn)，給出了23階車輪多邊形在速度200km/h、250km/h和30