轉(zhuǎn)向架柔性構(gòu)架對(duì)高速車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的影響研究.pdf

1、由于軌道車輛承載結(jié)構(gòu)輕量化和運(yùn)行速度高速化的原因，車輛在高速運(yùn)行狀態(tài)下構(gòu)架等承載結(jié)構(gòu)的彈性振動(dòng)對(duì)整個(gè)車輛系統(tǒng)的影響已經(jīng)成為人們關(guān)注的行業(yè)熱點(diǎn)問題之一。車輛高速運(yùn)行時(shí)輪軌間產(chǎn)生的高頻振動(dòng)會(huì)對(duì)車輛系統(tǒng)運(yùn)行性能造成不利影響，而通過懸掛系統(tǒng)的減振作用能夠使各結(jié)構(gòu)振動(dòng)頻率保持在合理范圍內(nèi)，其中構(gòu)架作為一系懸掛系統(tǒng)和二系懸掛系統(tǒng)之間的過渡結(jié)構(gòu)，引入構(gòu)架柔性特性來分析構(gòu)架振動(dòng)特性對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響，對(duì)于確保車輛運(yùn)行安全、提高乘坐舒適性、疲勞壽

2、命計(jì)算有一定的理論價(jià)值和工程應(yīng)用價(jià)值。
　　首先建立具有50個(gè)自由度的剛?cè)狁詈宪囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型和多剛體車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。對(duì)經(jīng)過結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的構(gòu)架模型進(jìn)行精細(xì)有限元網(wǎng)格劃分，使用Lanczos方法和Guyan縮減法分別對(duì)構(gòu)架有限元模型進(jìn)行模態(tài)分析和子結(jié)構(gòu)分析，且將兩種分析所得結(jié)果引入構(gòu)架模型，從而建立起具有柔性特征的柔性構(gòu)架模型；根據(jù)柔性體動(dòng)力學(xué)理論，建立引入柔性構(gòu)架的剛?cè)狁詈宪囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型。
　　然后利用已經(jīng)建立的剛?cè)狁?/p>

3、合車輛系統(tǒng)模型，以德國(guó)低干擾軌道譜激勵(lì)作為載荷邊界條件，計(jì)算車輛在不同速度和工況環(huán)境下的構(gòu)架振動(dòng)規(guī)律和車輛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能，且進(jìn)一步計(jì)算得出該模型的蛇行臨界速度、車輛運(yùn)行平穩(wěn)性、輪重減載率和脫軌系數(shù)等評(píng)價(jià)指標(biāo)，與多剛體車輛系統(tǒng)計(jì)算所得結(jié)果對(duì)比后發(fā)現(xiàn)：相同速度下，構(gòu)架一系彈簧座中心位置的振動(dòng)加速度明顯大于構(gòu)架質(zhì)心位置，且構(gòu)架的模態(tài)振動(dòng)加速度主要集中在100Hz以下的中低頻段；側(cè)梁末端中心位置在100km/h這樣相對(duì)較低的速度下有明顯的模態(tài)

4、振動(dòng)發(fā)生，而構(gòu)架質(zhì)心位置在車輛運(yùn)行速度達(dá)到350km/h時(shí)也只有輕微的模態(tài)振動(dòng)，可見外界激勵(lì)對(duì)構(gòu)架質(zhì)心橫向模態(tài)模態(tài)振動(dòng)加速度的影響較小。構(gòu)架彈性特性對(duì)車輛系統(tǒng)平穩(wěn)性和穩(wěn)定性并沒有影響，而對(duì)車輛系統(tǒng)曲線通過性能則有一定影響，剛?cè)狁詈宪囕v系統(tǒng)一位輪對(duì)的輪重減載率小于多剛體車輛系統(tǒng)，二位輪對(duì)與之相反；相同速度下，剛?cè)狁詈宪囕v系統(tǒng)一位和二位輪對(duì)脫軌系數(shù)均大于多剛體車輛系統(tǒng)。
　　最后根據(jù)靜力學(xué)方法計(jì)算得到構(gòu)架彎曲和扭轉(zhuǎn)剛度，通過改變材料的