基于高速列車穩(wěn)定性和振動(dòng)特性的半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)研究.pdf

1、半主動(dòng)懸掛技術(shù)是隔離車體振動(dòng)，改善車輛運(yùn)行平穩(wěn)性的有效方法。近年中國(guó)高速列車運(yùn)行速度提升至了300km/h以上。在此區(qū)間車輛及其運(yùn)行條件都發(fā)生了巨大變化，軌道激擾頻率增加，車輪磨耗加劇，車輛穩(wěn)定問(wèn)題凸顯。這些都給半主動(dòng)懸掛技術(shù)在高速列車上的應(yīng)用帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。因此針對(duì)高速列車的使用特點(diǎn)，開展高速列車半主動(dòng)懸掛技術(shù)研究具有很強(qiáng)的理論意義和技術(shù)需求。基于此本文對(duì)高速列車半主動(dòng)懸掛技術(shù)進(jìn)行深入研究，主要開展了以下工作:
　　(1)分別建

2、立了簡(jiǎn)化的3自由度車輛系統(tǒng)模型和50自由度車輛系統(tǒng)模型，50自由度模型為縱橫垂三向運(yùn)動(dòng)相耦合模型，并考慮了懸掛系統(tǒng)和輪軌接觸關(guān)系的非線性特性。
　　(2)建立了半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)模型，系統(tǒng)模型主要包括半主動(dòng)控制器模型，傳感裝置模型和半主動(dòng)減振器模型。其中對(duì)常用的比例溢流閥式半主動(dòng)減振器和磁流變液半主動(dòng)減振器進(jìn)行了系統(tǒng)分析和詳細(xì)建模。提出了磁流變減振器的連續(xù)粘彈塑性物理模型，給出了模型參數(shù)的直接求解方法。另外還利用滯環(huán)分離法建立了磁流變

3、減振器的逆模型。
　　(3)利用所構(gòu)建的高速列車模型和半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)模型，研究了半主動(dòng)高速列車的穩(wěn)定性。基于非線性振動(dòng)分叉理論研究了低錐度列車、高錐度列車、低錐度磨耗狀態(tài)列車和高錐度磨耗狀態(tài)列車的蛇行運(yùn)動(dòng)分叉特征，分析了半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)與高速列車蛇行運(yùn)動(dòng)的相互關(guān)系，揭示了半主動(dòng)懸掛列車和被動(dòng)懸掛列車在非線性穩(wěn)定性方面的內(nèi)在差異。
　　(4)研究了半主動(dòng)減振方法的隔振特性，比例溢流閥式半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)和磁流變半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的減振性

4、能，在此基礎(chǔ)上分析了半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)減振性能與線路條件，運(yùn)行速度以及車輛類型的關(guān)系，給出了不同的使用條件下半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法。
　　(5)設(shè)計(jì)了新型高速列車半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)，新型高速列車半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)由平穩(wěn)性控制，穩(wěn)定性控制和會(huì)車振動(dòng)控制組成。新型半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)能夠有效提高半主動(dòng)懸掛車輛穩(wěn)定性，能夠根據(jù)運(yùn)行工況對(duì)天棚阻尼進(jìn)行最優(yōu)調(diào)節(jié)，并對(duì)會(huì)車振動(dòng)沖擊有明顯的抑制效果。
　　(6)基于半主動(dòng)高速列車穩(wěn)定性和半主動(dòng)懸掛系統(tǒng)減振