地鐵車(chē)輛懸掛系統(tǒng)的參數(shù)優(yōu)化及失效分析.pdf

1、本文以我國(guó)成都地鐵目前運(yùn)行的B型車(chē)輛系統(tǒng)為依托，利用動(dòng)力學(xué)仿真軟件Simpack建立了地鐵車(chē)輛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)仿真模型，對(duì)該車(chē)輛系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)進(jìn)行了分析，并優(yōu)化了一系和二系懸掛參數(shù)，最后分析了非正常工況下的動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)。主要的工作內(nèi)容包括：
　　本文首先介紹了該地鐵車(chē)輛系統(tǒng)轉(zhuǎn)向架及結(jié)構(gòu)部件的特點(diǎn)，利用Simpack多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件建立了地鐵車(chē)輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，計(jì)算分析了該車(chē)輛系統(tǒng)在不同速度和曲線工況下的運(yùn)行平穩(wěn)性、運(yùn)行穩(wěn)定性

2、和曲線通過(guò)性能等。優(yōu)化了在不同曲線工況下影響地鐵車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)的懸掛參數(shù)，包括一系懸掛參數(shù)中的軸箱單個(gè)疊層橡膠彈簧縱向剛度Kpx和軸箱單個(gè)疊層橡膠彈簧橫向剛度Kpy，以及二系懸掛參數(shù)中的二系懸掛垂向阻尼Csz和二系懸掛橫向阻尼Csy等。最后分析了四種非正常工況下該地鐵車(chē)輛系統(tǒng)在各曲線工況下的動(dòng)力學(xué)性能指標(biāo)，分別是二系橫向減振器失效工況、空氣彈簧無(wú)風(fēng)工況、側(cè)風(fēng)運(yùn)行工況、踏面等效斜度0.35時(shí)的工況。
　　經(jīng)過(guò)動(dòng)力學(xué)計(jì)算分析后得到

3、以下結(jié)論：
　　地鐵車(chē)輛系統(tǒng)的線性和非線性臨界速度均大于該車(chē)要求運(yùn)行的最高速度。運(yùn)行平穩(wěn)性指標(biāo)也滿足要求，在各曲線工況上運(yùn)行的輪軌橫向力、輪軸橫向力、脫軌系數(shù)、輪重減載率均滿足了GB5599-85中的相關(guān)規(guī)定。通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算并分析得出，建議軸箱單個(gè)疊層橡膠彈簧縱向剛度Kpx取3.5MN.m-1，軸箱單個(gè)疊層橡膠彈簧橫向剛度Kpy為2.5 MN.m-1；二系懸掛垂向阻尼Csz取20kN，s/m和二系懸掛橫向阻尼Cxy取30kN.

4、s/m。在選擇地鐵車(chē)輛系統(tǒng)的懸掛參數(shù)時(shí)，建議結(jié)合制造工藝、安裝工藝以及材料成本綜合考慮各參數(shù)的選取。在非正常工況下的分析結(jié)果表明：二系橫向減振器對(duì)運(yùn)行平穩(wěn)性和曲線通過(guò)性能影響較大，失效時(shí)車(chē)輛應(yīng)減速慢行；空氣彈簧無(wú)風(fēng)時(shí)其平穩(wěn)性指標(biāo)大大降低，失效時(shí)建議地鐵車(chē)輛通過(guò)正線時(shí)降速行駛，輔助線路以低于10km/h的速度運(yùn)行；踏面等效斜度為0.35時(shí)，此時(shí)對(duì)車(chē)輛系統(tǒng)通過(guò)小半徑曲線是有利的，但在正線上運(yùn)行時(shí)，對(duì)蛇行運(yùn)動(dòng)不利，建議正線時(shí)減速慢行，并及時(shí)分