高速動車組轉(zhuǎn)向架動力學(xué)性能仿真分析與對比.pdf

1、在客運高速化及其引進技術(shù)消化與再創(chuàng)新過程中，高速轉(zhuǎn)向架的非線性影響已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)人士的重視，如CRH5轉(zhuǎn)向架輪對縱向定位剛度高達14MN/m以上，而且軸距2．7m比通常軸距大0．2m。在高速轉(zhuǎn)向架的眾多非線性因素中，一系定位裝置需要權(quán)衡橫向穩(wěn)定性與曲線通過性能，更好地理解軌道友好型設(shè)計的內(nèi)涵。 本文以CRH5高速轉(zhuǎn)向架作為研究對象。在理解與掌握ALSTOM計算方法和結(jié)果的基礎(chǔ)上，建立了CRH5轉(zhuǎn)向架的非線性與線性模型。高速轉(zhuǎn)向架非

2、線性模型是指包括一系定位機構(gòu)、抗側(cè)滾扭桿裝置和空氣彈簧懸掛等典型非線性環(huán)節(jié)，主要應(yīng)用于非線性臨界速度和曲線通過性能等分析；而線性模型則是將上述非線性環(huán)節(jié)進行等效線性化后等到的，主要應(yīng)用于整車運動模態(tài)分析等。 與ALSTOM計算結(jié)果相比，CRH5高速轉(zhuǎn)向架的線性與非線性模型具有可比性的仿真結(jié)果。ALSTOM的轉(zhuǎn)向架模型是利用VAMPIRE建立的，相當(dāng)于上述線性模型。在整車模態(tài)分析、臨界速度和輪軸橫向力等方面對比中，兩者具有相似的數(shù)

3、據(jù)變化規(guī)律，其產(chǎn)生誤差的主要原因：①基礎(chǔ)數(shù)據(jù)差距，如車輪踏面型面的擬合誤差等；②非線性環(huán)節(jié)影響，如一系定位機構(gòu)對車軸橫向力等所產(chǎn)生不利的影響。 利用ADMAS的非線性仿真特點，整車與四車組動態(tài)仿真分析可以更好地理解高速轉(zhuǎn)向架性能的非線性影響。根據(jù)ALSTOM等歐洲高鐵經(jīng)驗，臨界速度計算需要考慮諸如輪對內(nèi)側(cè)距、軌距控制誤差和輪軌磨耗等不利因素影響，而采用保守計算觀點。一般以滿載工況臨界速度定義最高時速，以70％載荷工況定義最高運行

4、速度。按照ALSTOM適當(dāng)縮小軌距提高等效錐度的保守計算方法，車輪踏面LM臨界速度對比表明：兩者計算結(jié)果一致，都滿足250km/h的最高速度要求。在此基礎(chǔ)上，四種典型車輪踏面（LM、LMA、XP55和S1002）對比計算進一步說明：XP55踏面具有很好的參數(shù)變化光滑性，LMA踏面可以滿足300-350km/h速度要求。 在曲線通過仿真對比中，兩者的車軸橫向力具有一致的變化規(guī)律，但是存在差距，最大誤差約為10KN。輪對縱向定位高度