基于實(shí)測模態(tài)的車體剛?cè)狁詈虾喕Ｐ脱芯?pdf

1、研究車體振動(dòng)響應(yīng)是鐵道車輛設(shè)計(jì)的重要組成部分，鐵道車輛輕量化設(shè)計(jì)導(dǎo)致車體彈性振動(dòng)加劇。剛體模型是車體研究初期常用的動(dòng)力學(xué)模型，但分析車體彈性振動(dòng)時(shí)剛體模型已經(jīng)不能滿足要求。柔性體模型采用模態(tài)疊加法，是目前分析車體彈性振動(dòng)最常用的方法，但將車體工作模態(tài)考慮到動(dòng)力學(xué)仿真模型時(shí)，建立準(zhǔn)確的車體柔性體模型難度大。
　　論文基于結(jié)構(gòu)模態(tài)理論提出剛?cè)狁詈虾喕Ｐ?，推?dǎo)質(zhì)量、質(zhì)心位置、轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和力元?jiǎng)偠冉馕霰磉_(dá)式。針對(duì)某高速列車頭車開展工作模態(tài)

2、試驗(yàn)與線路試驗(yàn)，獲得車體一階垂彎、一階橫彎和一階扭轉(zhuǎn)工作模態(tài)頻率，測量車體中部垂向、橫向與右側(cè)枕梁垂向振動(dòng)加速度。利用多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK建立剛?cè)狁詈虾喕Ｐ?、剛體模型和柔性體模型。通過工作模態(tài)試驗(yàn)結(jié)果獲得剛?cè)狁詈虾喕Ｐ土υ獎(jiǎng)偠龋ㄟ^線路實(shí)測響應(yīng)獲得力元阻尼。
　　對(duì)比三種模型與實(shí)測信號(hào)頻譜圖驗(yàn)證剛?cè)狁詈虾喕Ｐ涂尚行?。通過動(dòng)力學(xué)指標(biāo)計(jì)算，對(duì)比剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c現(xiàn)有模型差異。結(jié)果表明:在運(yùn)行穩(wěn)定性和安全性仿真時(shí)剛?cè)狁詈虾?/p>

3、化模型與剛體模型、柔性體模型吻合度高，在計(jì)算輪軸橫向力與脫軌系數(shù)時(shí)剛體模型低估了列車實(shí)際運(yùn)行性能，剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c柔性體模型結(jié)果相近。車體彈性振動(dòng)對(duì)于平穩(wěn)性和舒適度影響較大，在計(jì)算平穩(wěn)性時(shí)剛?cè)狁詈虾喕Ｐ团c臺(tái)架試驗(yàn)結(jié)果吻合度高，在計(jì)算舒適度時(shí)剛?cè)狁詈虾喕Ｐ捅葎傮w模型更能反應(yīng)彈性振動(dòng)的影響，因此剛?cè)狁詈虾喕Ｐ涂捎糜谥笇?dǎo)實(shí)際工程設(shè)計(jì)。
　　剛?cè)狁詈虾喕Ｐ湍芸焖佟?zhǔn)確的考慮車體一階垂彎、一階橫彎和一階扭轉(zhuǎn)，同時(shí)使彈性振動(dòng)相互解耦

4、，滿足模態(tài)信息、振動(dòng)響應(yīng)與實(shí)測結(jié)果對(duì)應(yīng)，比柔性體模型具有更高的工程應(yīng)用價(jià)值。通過剛?cè)狁詈虾喕Ｐ脱芯吭撥囕v懸掛參數(shù)對(duì)車體振動(dòng)影響，結(jié)果表明:隨著一系垂向剛度、二系垂向剛度的增大，車體垂向平穩(wěn)性指標(biāo)與振動(dòng)加速度均方根增大，因此一系垂向剛度、二系垂向剛度在滿足結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)建議選取較小值以減少車體振動(dòng);一系垂向阻尼對(duì)車體振動(dòng)的影響與二系垂向阻尼取值有關(guān)，提高列車運(yùn)行速度，選擇合理的一系垂向阻尼、二系垂向阻尼可以改善車體垂向平穩(wěn)性與振動(dòng)加速度均方