高速動車懸掛系統(tǒng)的故障特征識別研究.pdf

1、高速動車組在鐵路運輸中的比重越來越大，對動車組日常維護和檢修也提出了更高的要求。在復雜多變的線路環(huán)境下，動車組車輛受到的沖擊形式也多種多樣，長時間的運行不但增加了動車組懸掛系統(tǒng)的負擔，還提高了維護成本。如果車輛在運行中出現(xiàn)懸掛系統(tǒng)的故障，在日常檢修未拆卸懸掛部件檢測的情況下難以辨別。懸掛系統(tǒng)是高速動車組吸收和傳遞沖擊振動的關鍵，一旦發(fā)生故障，極有可能危害車輛運行的安全性和穩(wěn)定性。輕者使乘客感到不適、惡心，增加旅程疲勞程度，重者可能引發(fā)連

2、鎖故障，危及車輛安全和旅客的生命財產安全。因此要想確定進行對懸掛系統(tǒng)故障識別的研究，首先要對懸掛系統(tǒng)故障對車輛動力學性能的影響程度有所了解，其次要對車體、構架振動信號的分析和深入挖掘，找到識別故障特征的方式。
　　本文總結了現(xiàn)有懸掛部件的故障形式、故障原因，分析了故障影響以及在多體動力學模型中的表現(xiàn)形式。用SIMPACK軟件建立了某350km/h速度級高速動車組模型，通過仿真說明了模型的準確性。建立了懸掛系統(tǒng)故障后的高速動車組模型

3、，并根據(jù)故障部件、故障程度以及故障組合情況的仿真數(shù)據(jù)進行分類對比。結果表明:
　　(1)高速動車組懸掛參數(shù)存在較強的冗余設計，在部件故障不十分嚴重的情況下，車輛運行動力學性能不會特別嚴重。部件的故障程度往往存在一個特征值，故障程度超過這個值，將會使車輛動力學性能迅速惡化。
　　(2)軸箱彈簧、垂向減振器、轉臂節(jié)點的故障關系到車輛的運行安全性，應予以足夠的重視。觀察構架的振幅譜，根據(jù)構架的振動形式變化，共振的產生和頻率的移動，

4、可以初步識別出這類故障。
　　(3)橫向減振器、抗蛇行減振器和空氣彈簧對車輛運行平穩(wěn)性指標的影響最大，車體橫、垂向加速度和搖頭角變化也十分明顯。觀察車體振動振幅譜和加速度最大值的變化，可以初步識別這類部件故障。
　　之后，對車體和構架的振動信號進行了聚合經驗模態(tài)分解(EEMD)，每個信號分解后得到一組反映原信號時頻特征的IMF信號。運用信息熵的理論，討論了能量熵、時間熵、時頻熵、奇異熵和平均熵這5個信息熵的原理和代表的物理意