基于剛?cè)狁詈系募b箱平車車體動(dòng)態(tài)特性研究.pdf

1、集裝箱運(yùn)輸具有快捷、安全的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為主要的貨物運(yùn)輸方式。經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，中國(guó)鐵路集裝箱運(yùn)輸專用平車的最高運(yùn)行速度達(dá)到120km/h，車輛最大軸重提高到25t，車輛承載結(jié)構(gòu)的輕量化水平日漸提高。隨著運(yùn)行速度的提高，線路對(duì)車輛的激擾頻率增大。對(duì)于輕量化設(shè)計(jì)的車體，其剛度特性對(duì)車輛運(yùn)行性能的影響日漸突出。傳統(tǒng)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型一般將車輛承載結(jié)構(gòu)視為剛體，無法體現(xiàn)結(jié)構(gòu)彈性體振動(dòng)特性及其在線路激擾下的響應(yīng)。因此，有必要在計(jì)算模型中引入車

2、體的剛度特征，以研究其對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)行為的影響。
　　基于60ft集裝箱專用平車的車體結(jié)構(gòu)，利用有限元方法獲得有邊梁和無邊梁結(jié)構(gòu)車體的振型和頻率。將其引入到多體動(dòng)力學(xué)分析模型中，建立剛?cè)狁詈系能囕v系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析模型，考慮車輛的不同裝載方式，計(jì)算了具有剛性車體和彈性車體的車輛在不平順線路上運(yùn)行時(shí)的車體垂向振動(dòng)加速度;對(duì)不同測(cè)點(diǎn)的垂向振動(dòng)加速度進(jìn)行FFT變換，得到其功率譜密度(PSD)，研究了不同剛度特性下車體的垂向振動(dòng)特征。分析結(jié)

3、果表明，對(duì)稱載荷裝載方式下，車體中部受一階垂直彎曲振動(dòng)的影響較大，車體端部同時(shí)受到一階和二階垂直彎曲振動(dòng)的影響;對(duì)于非對(duì)稱載荷裝載方式，車體中部和端部同時(shí)受到了一階和二階垂直彎曲振動(dòng)的影響。
　　根據(jù)GB/T5599-1985和UIC-518標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)不同車體和不同裝載方式下的多剛體動(dòng)力學(xué)模型和剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)模型分別進(jìn)行了研究。垂向平穩(wěn)性分析結(jié)果表明，車體的垂直彎曲剛度對(duì)車輛的直線垂向平穩(wěn)性指標(biāo)影響較大;隨著車體垂直彎曲剛度增大，車

4、輛的直線垂向平穩(wěn)性得到改善。在對(duì)稱裝載方式下，車體一階垂直彎曲振型對(duì)車體中部平穩(wěn)性的影響較大，二階垂直彎曲剛度對(duì)車體端部平穩(wěn)性影響較大;對(duì)于非對(duì)稱裝載方式，車體一階垂直彎曲剛度主要影響車體中部測(cè)點(diǎn)處的平穩(wěn)性指標(biāo)，二階垂直彎曲剛度對(duì)車體中部、端部平穩(wěn)性影響均較大。
　　曲線通過安全性的分析結(jié)果表明，引入車體的垂直彎曲振型對(duì)車輛通過曲線的安全性影響不大;車體扭轉(zhuǎn)振型對(duì)車輛通過曲線時(shí)的輪軌橫向力和輪軸橫向力影響甚小，對(duì)輪軸垂向力，脫軌系