輪對(duì)柔性對(duì)高速列車曲線通過性能影響研究.pdf

1、由于我國高速列車運(yùn)營速度的高速化和車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的輕量化，導(dǎo)致了車輛系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件彈性振動(dòng)加劇，而高頻的彈性振動(dòng)會(huì)引起輪軌磨耗增加、輪軌噪聲增大、車輪變得不圓順、車輛的舒適性和安全性降低等問題。因此，考慮車輛系統(tǒng)主要結(jié)構(gòu)部件自身的柔性特性對(duì)車輛系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能的影響已不容忽視，并且材質(zhì)一般都具有彈性，如果考慮為柔性，將更加符合實(shí)際情況。本文將CRH2型動(dòng)車組的拖車輪對(duì)考慮為柔性體，研究其對(duì)車輛曲線通過性能的影響，并與車輛多剛體系統(tǒng)模型的

2、計(jì)算結(jié)果做了對(duì)比分析。
　　首先基于多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)分析軟件SIMPACK，根據(jù)CRH2拖車的動(dòng)力學(xué)參數(shù)建立車輛多剛體系統(tǒng)模型。其次利用SolidWorks對(duì)CRH2動(dòng)車組拖車輪對(duì)進(jìn)行實(shí)體建模，將其導(dǎo)入HyperMesh中進(jìn)行網(wǎng)格劃分，將生成的輪對(duì)有限元模型導(dǎo)入到ANSYS中進(jìn)行子結(jié)構(gòu)分析和模態(tài)分析，通過子結(jié)構(gòu)分析和模態(tài)分析分別提取輪對(duì)的質(zhì)量、剛度和阻尼矩陣以及輪對(duì)的固有頻率和模態(tài)振型。最后將提取的柔性輪對(duì)信息輸入到SIMPACK中

3、生成柔性輪對(duì)模型，建立考慮輪對(duì)柔性的車輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型。
　　以德國低干擾譜為軌道激勵(lì)，對(duì)兩種模型在不同的曲線工況下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)進(jìn)行對(duì)比分析，研究車輛的曲線通過性能。由計(jì)算結(jié)果可知，柔性輪對(duì)模型的車體加速度和Sperling指數(shù)均略大于剛性輪對(duì)模型，輪對(duì)柔性對(duì)車輛運(yùn)行平穩(wěn)性的影響較小;考慮輪對(duì)的柔性后，車輛通過曲線時(shí)的輪軌橫向力、輪軸橫向力和脫軌系數(shù)增幅明顯，對(duì)輪軌垂向力和輪重減載率的影響較小。
　　利用車輛剛?cè)狁詈舷到y(tǒng)模型

4、，研究曲線半徑、超高、緩和曲線長度和軌底坡等曲線設(shè)計(jì)參數(shù)對(duì)車輛曲線通過性能的影響。研究結(jié)果表明:適當(dāng)增加曲線半徑可以降低車體橫向加速度、橫向Sperling指數(shù)、輪軸橫向力、輪重減載率和外側(cè)車輪的輪軌垂向力、輪軌橫向力和脫軌系數(shù)，曲線半徑過大對(duì)車輛動(dòng)力學(xué)性能的提升不明顯;當(dāng)均衡超高為70mm時(shí)，設(shè)置超高為90mm，即車輛處于較小的過超高狀態(tài)時(shí)，車輛的運(yùn)行平穩(wěn)性和安全性更好;適當(dāng)增加緩和曲線的長度能有效降低輪重減載率，但對(duì)其它動(dòng)力學(xué)性能指